способ приготовления асфальтобетонной смеси, способ возведения транспортного сооружения, ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения и способ приготовления праймера

Формула изобретения

1. Способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешение нагретого до рабочей температуры битума с минеральными компонентами, отличающийся тем, что битум получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными компонентами охлаждают до рабочей температуры.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нефтяного гудрона используют сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в асфальтобетонную смесь дополнительно вводят поверхностно-активные вещества.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют кубовые остатки синтетических жирных кислот.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют катионную присадку БП-3 на основе полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот.

7. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что в асфальтобетонную смесь дополнительно вводят серу или серосодержащие отходы.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что серу вводят в битум до смешения его с минеральными компонентами.

9. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что в асфальтобетонную смесь дополнительно вводят резиновую крошку или отходы производства или переработки резины или резиновых изделий.

10. Способ по пп. 1-9, отличающийся тем, что в качестве минеральных компонентов используют щебень, песок и минеральный порошок.

11. Способ по пп. 5 и 10, отличающийся тем, что используют известняковый щебень или дробленый шлак черной металлургии.

12. Способ по пп. 6 и 10, отличающийся тем, что используют гранитный щебень.

13. Способ по пп. 1-9, отличающийся тем, что в качестве минеральных компонентов используют песок и минеральный порошок.

14. Способ по пп. 1-13, отличающийся тем, что нагрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой не выше 500^oС, а окисление осуществляют при 205-235^oС.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, на смешение с минеральными компонентами.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что утилизируют не менее 25% от остаточной технологической теплоты.

17. Способ возведения транспортного сооружения типа автодорог, площадей, аэродромов, путепроводов, мостов, конструктивных частей и конструкций для пропуска и/или размещения транспорта, людей, грузов типа проезжей части улицы, тротуаров, пандусов, складских площадок, полов производственных помещений, хранилищ сельхозпродукции, гаражей, включающий подготовку земляного полотна, последовательную укладку на него конструктивных слоев основания и/или промежуточных опорно-несущих элементов и одно- или двуслойного покрытия из асфальтобетонной смеси, получаемой смешением минеральных компонентов с нагретым до рабочей температуры битумом, отличающийся тем, что битум получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.

18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными компонентами охлаждают до рабочей температуры.

19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что конструктивные слои выполняют из монолитного бетона и/или железобетона.

20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что основание выполняют из сборных бетонных или железобетонных плит.

21. Способ по п. 17, отличающийся тем, что основание выполняют сборно-монолитным.

22. Способ по пп. 20 и 21, отличающийся тем, что стыки между сборными элементами основания по крайней мере в верхней четверти их высоты заполняют асфальтобетонной смесью.

23. Способ по пп. 17-21, отличающийся тем, что нагрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой не выше 500^oС, а окисление при 205-235^oС.

24. Способ по п. 17, отличающийся тем, что технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, на смешение с минеральными компонентами.

25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что утилизируют не менее 25% от остаточной технологической теплоты.

26. Способ ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения типа автодорог, площадей, аэродромов, пандусов, тротуаров, конструкций для пропуска и/или размещения транспорта, людей, грузов, типа проезжей части улиц, складских площадок, полов производственных зданий, хранилищ сельхозпродукции, гаражей, включающий расчистку и по крайней мере частичное удаление изношенного или поврежденного асфальтобетонного покрытия и/или нанесение адгезионного слоя праймера с последующей укладкой и уплотнением покрытия не менее чем из одного слоя асфальтобетона на ремонтируемых участках или выполнение на ремонтируемом транспортном сооружении нового покрытия из асфальтобетонной смеси, отличающийся тем, что при смешении составляющих асфальтобетонной смеси, минеральных компонентов с нагретым до рабочей температуры битумом последний получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона, и подачей воды в процессе окисления на поверхность гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.

27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что частичное удаление изношенного или поврежденного асфальтобетонного покрытия осуществляют в виде выемок и борозд.

28. Способ по пп. 26 и 27, отличающийся тем, что продольную ось выемок и борозд ориентируют в плане под углом к продольной оси проезжей части транспортного сооружения, удовлетворяющему условию

29. Способ по п. 26, отличающийся тем, что полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными материалами охлаждают до рабочей температуры.

30. Способ по пп. 26 и 29, отличающийся тем, что нагрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой не выше 500^oС, а окисление при 205-235^oС.

31. Способ по п. 26, отличающийся тем, что технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, не смешение с минеральными компонентами.

32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что утилизируют не менее 25% от остаточной технологической теплоты.

33. Способ приготовления праймера типа жидкого битума путем нагрева вязкого битума и смешения его с разжижителем, отличающийся тем, что вязкий битум получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.

34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с разжижителем охлаждают до рабочей температуры.

35. Способ по пп. 33 и 34, отличающийся тем, что в качестве разжижителя используют соляр или дизельное топливо.

36. Способ по пп. 33 и 34, отличающийся тем, что в качестве разжижителя используют керосин или смесь его с соляром.

37. Способ по пп. 33-36, отличающийся тем, что нагрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой не выше 500^oС, а окисление при 205-235^oС.

38. Способ по п. 33, отличающийся тем, что технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, на смешение с разжижителем.

39. Способ по п. 38, отличающийся тем, что утилизируют не менее 25% от остаточной технологической теплоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении, реконструкции или ремонте транспортных сооружений с твердым покрытием автомагистралей, аэродромов, причалов, городских и проселочных дорог, проезжей и пешеходной частей улиц, тротуаров, путепроводов, мостов, тоннелей, стояночных и складских площадок, площадей, а также конструкций полов, перекрытий и покрытий производственных и складских зданий, зернотоков и хранилищ сельхозпродукции.

Известен способ приготовления асфальтобетонной смеси путем смешения вяжущего с минеральными компонентами [1]

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления асфальтобетонной смеси, включающий смешивание нагретого до рабочей температуры битума с минеральными компонентами и при необходимости с поверхностно-активными веществами [2]

Кроме того, наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения транспортного сооружения путем подготовки земляного полотна и последовательной укладки на него основания и одно- или двухслойного покрытия из асфальтобетонной смеси, получаемой смешением нагретого до рабочей температуры битума с минеральными компонентами [3]

Также наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения автомобильной дороги, включающий расчистку и частичное или полное удаление поврежденного асфальтобетона, нанесение адгезивного слоя праймера типа жидкого битума и укладку асфальтобетонной смеси в один или два слоя [4]

К тому же наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления праймера типа жидкого битума путем нагрева битума до рабочей температуры и смешение его с разжижителем [2]

Недостатком известных решений является их высокая энергоемкость и нетехнологичность, особенно при подготовке битума в процессе его приготовления и повторного разогрева.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении технологичности и снижении энергозатрат при приготовлении асфальтобетонных смесей, возведении и/или ремонте транспортных сооружений дорог, тротуаров, аэродромов, причалов, проезжей и пешеходных частей улиц, путепроводов, мостов, тоннелей, стояночных и складских площадок, а также полов производственных и складских зданий зернотоков и хранилищ сельхозпродукции и при приготовлении праймеров типа жидких битумов.

Поставленная задача решается тем, что в способе приготовления асфальтобетонной смеси, включающем смешение нагретого до рабочей температуры битума, последний получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность нефтяного гудрона через верхнюю часть реактора, с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов.

При этом в способе приготовления асфальтобетонной смеси полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными материалами может быть охлажден до рабочей температуры. Причем в качестве нефтяного гудрона может быть использовано сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов.

Кроме того, в процессе приготовления асфальтобетонной смеси в нее вводят поверхностно-активные вещества, такие как кубовые остатки синтетических жирных кислот, катионную присадку БП-3 на основе полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот.

Также в способе приготовления асфальтобетонной cмеcи в нее дополнительно вводят серу или серосодержащие отходы. Причем серу вводят в битум до смешения его с минеральными компонентами.

Кроме того, в асфальтобетонную смесь дополнительно вводят резиновую крошку или отходы производства или переработки резины или резиновых изделий.

При этом в качестве минеральных компонентов в способе приготовления асфальтобетонной смеси используют щебень, песок и минеральный порошок. Причем используют известняковый щебень, дробленый шлак черной металлургии, граничный щебень. В способе используют в качестве минеральных компонентов песок и минеральный порошок. Кроме того, в способе приготовления асфальтобетонной смеси разогрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой, не превышающей 500^оС, а окисление осуществляют при 205-235^оС. При этом технологическая теплота реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, на смешение с минеральными компонентами. К тому же в способе приготовления асфальтобетонной смеси утилизируют не менее 25% остаточной технологической теплоты.

Поставленная задача решается также тем, что в способе возведения транспортного сооружения типа автодорог, площадей, аэродромов, причалов, станций метрополитена, путепроводов, мостов, конструктивных частей и конструкций для пропуска и/или размещения транспорта, людей, грузов типа проезжей части улицы, тротуаров, пандусов, складских площадок, полов производственный зданий, хранилищ сельхозпродукции, гаражей, включающем подготовку земляного полотна, последовательную укладку на него конструктивных слоев основания и/или промежуточных опорно-несущих элементов и одно- или двухслойного покрытия из асфальтобетонной смеси, получаемой смешением минеральных компонентов с нагретым до рабочей температуры битумом, последний получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность нефтяного гудрона через верхнюю часть реактора, с одновременным регулированием температуры воды и температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов. При этом в способе возведения транспортного сооружения полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными компонентами охлаждают до рабочей температуры.

Кроме того, конструктивные слои оcнования выполняют из монолитного бетона и/или железобетона, а основание из сборных бетонных или железобетонных плит или сборно-монолитным. При этом стыки между сборными элементами основания по крайней мере в верхней четверти их высоты заполняют асфальтобетонной смесью.

Кроме того, в способе возведения транспортного сооружения разогрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой, не превышающей 500^оС, и окисление осуществляют при 205-235^оС.

К тому же в способе возведения транспортного сооружения технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры на смешение с минеральными компонентами, причем утилизируют не менее 25% остаточной технологической теплоты.

Поставленная задача решается также тем, что в способе ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения типа автодорог, площадей, аэродромов, пандусов, тротуаров, конструкций для пропуска и/или размещения транспорта, людей, грузов типа проезжей части улиц, складских площадок, полов произведенных зданий, хранилищ сельхозпродукции, гаражей, включающем расчистку и по крайней мере частичное удаление изношенного или поврежденного асфальтобетонного покрытия и/или нанесение адгезивного слоя праймера с последующей укладкой и уплотнением покрытия не менее чем из одного слоя асфальтобетона на ремонтируемых участках, или выполнение на ремонтируемом транспортном сооружении нового покрытия из асфальтобетонной смеси при смешении составляющих асфальтобетонной смеси минеральных компонентов с нагретым до рабочей температуры битумом, последний получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность нефтяного гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов. При этом частичное удаление изношенного или поврежденного асфальтобетонного покрытия осуществляют в виде выемок и борозд. К тому же продольную ось выемок и борозд ориентируют в плане под углом и продольной оси проезжей части транспортного сооружения, удовлетворяющему условию 0

Кроме того, в способе ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения получаемый битум непосредственно из реактора перед смешением с минеральными материалами охлаждают до рабочей температуры. Причем в способе ремонта и/или реконструкции транспортного сооружения разогрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой, не превышающей 500^оС, а окисление нефтяного гудрона осуществляют при 205-235^оС.

Технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере частично утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры, на смешение с минеральными компонентами. При этом утилизируют не менее 25% остаточной технологической теплоты.

Поставленная задача решается также тем, что в способе приготовления праймера типа жидкого битума путем нагрева вязкого битума и смешения его с разжижителем вязкий битум получают нагреванием и окислением нефтяного гудрона путем подачи его в нижнюю часть не менее чем трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона и подачей воды в процессе окисления на поверхность нефтяного гудрона через верхнюю часть реактора с одновременным регулированием температуры воды и температурой в реакторе и диспергированием в каждой его секции, причем подачу воды осуществляют через патрубки, число которых не менее числа диспергаторов. При этом в способе приготовления праймера полученный битум непосредственно из реактора перед смешением с разжижителем охлаждают до рабочей температуры. Причем в качестве разжижителя используют соляр или дизельное топливо, а также керосин или его смесь с соляром. К тому же разогрев нефтяного гудрона до температуры начала окисления осуществляют дымовыми газами с температурой, не превышающей 500^оС, а окисление нефтяного гудрона осуществляют при 205-235^оС. Кроме того, в способе приготовления праймера технологическую теплоту реакции окисления нефтяного гудрона в битум по крайней мере утилизируют путем подачи непосредственно из реактора полученного битума, охлажденного до рабочей температуры на смешение с минеральными компонентами. Также в способе приготовления праймера утилизируют не менее 25% остаточной технологической теплоты. Для приготовления асфальтобетонной смеси используют в качестве минеральных компонентов известняковый и гранитный щебень, а также щебень, полученный дроблением шлаков черной металлургии по ГОСТ 3344-83, песок, соответствующий ГОСТ 8736-77, известняковый минеральный порошок по ГОСТ 16557-78. В качестве поверхностно-активных веществ используют кубовые остатки синтетических жирных кислот или БП-3 продукт на основе полиэтиленполиамина и синтетических жирных кислот С_21-26.

В смесь можно вводить резиновую крошку, отходы производства и переpаботки резины и серу или серосодержащие отходы. Для получения битума используют нефтяной гудрон или сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов по ТУ 38-101582-75.

Асфальтобетонную смесь готовят следующим образом.

Сырье для производства нефтяных вязких дорожных битумов или нефтяной гудрон нагревают дымовыми газами с температурой 450^оС. Подачу гудрона осуществляют в нижнюю часть трехсекционного реактора через совмещенный с патрубком слива битума патрубок ввода нефтяного гудрона, на поверхность окисляемого гудрона подают воду через 3 патрубка в верхней части реактора, производят регулирование температуры воды и температуры в реакторе. В каждой секции реактора происходит диспергирование окисляемого гудрона. Процесс окисления экзотермический, температура окисления 220^оС.

Полученный битум охлаждают до 140^оС, подают на минеральные компоненты и производят окончательное перемешивание.

Приготовленную асфальтобетонную смесь используют в способах возведения и/или ремонта транспортных сооружений.

Способ возведения транспортного сооружения заключается в следующем.

Предварительно планируют, разравнивают и уплотняют грунт с образованием земляного полотна. На земляное полотно укладывают слой цементнобетонной смеси или слой черного щебня и/или бетонные или железобетонные плиты. В случае выполнения основания из сборных элементов стыки между ними заполняют в верхней четверти их высоты асфальтобетонной смесью. На полученное основание укладывают указанную асфальтобетонную смесь в один или два слоя.

Ремонт и/или реконструкцию транспортного сооружения производят следующим образом.

Ремонтируемые поверхности зачищают, на поврежденных участках сооружения производят частичное или полное удаление старого асфальтобетона в виде борозд или выемок. Целесообразно ориентировать продольную ось борозд и выемок под углом к продольной оси проезжей части транспортного сооружения. Это угол находится в пределах 0 < На подготовленную таким образом поверхность наносят адгезивный слой праймера жидкого битума, а затем укладывают асфальтобетонную смесь в один или два слоя.

Используемый в качестве адгезивного слоя праймер готовят смешением битума, полученного как описано в способе приготовления асфальтобетонной смеси с разжижителем. Только полученный битум имеет температуру 90^оС. В качестве разжижителя используют соляр, дизельное топливо, керосин или смесь соляра с керосином.

Количество разжижителя подбирают в каждом конкретном случае в зависимости от вязкости битума.

Изобретение за счет использования не менее 25% технологической теплоты экзотермической реакции окисления гудрона в битум на приготовление асфальтобетонной смеси, а также использование этого же тепла в процессе укладки асфальтобетонной смеси в покрытия на возводимых и/или ремонтируемых транспортных сооружениях обеcпечивает снижение энергоемкости и повышение технологичности предлагаемых способов.