Введение к работе
Актуальность работы. Все более широкое распространение получают новые технологии ремонта покрытий автомобильных дорог, которые не требуют или используют в небольших объемах дополнительно органические вяжущие и минеральные материалы. Повторное использование (регенерирование) старого асфальтобетона уменьшает расход битума и дорожно-строительных материалов, кроме того, сокращение площадей карьеров и складирования способствует улучшению окружающей среды.
Специальные установки для регенерации асфальтобетона имеют сложную конструкцию и высокую стоимость. При регенерации асфальтобетона в существующих асфальтосмесительных установках с дополнительным оборудованием для хранения, транспортирования и дозирования старого асфальтобетона происходит жесткий нагрев дробленого асфальтобетона из-за интенсивного теплового воздействия пламени форсунки и высокотемпературных топочных газов, что приводит к частичному выгоранию битума и ухудшению его свойств. Технические решения по обеспечению мягкого нагрева (раздельная загрузка минеральных материалов и асфальтобетона в смеситель барабанного типа, создание экрана из минеральных материалов или пара и др.) усложняют конструкцию, повышают требования к тонкости измельчения асфальтобетона, что увеличивает стоимость оборудования.
Передовой зарубежный и отечественный опыт, технические и экономиче-;кие возможности современного производства в России позволяют заключить, тго для регенерации асфальтобетона в большинстве случаев целесообразно использовать существующие серийные асфальтосмесительные установки, дополнив их оборудованием для сверхмягкого длительного нагрева асфальтобетона. Экономический и экологический эффект заключаются в экономии 30-50% материалов и 20-40% энергии.
Не изучено в должной мере развитие процесса перемешивания регенери-эуемых асфальтобетонных смесей, не установлены технологические особенности и режимы работы регенерационной установки со сверхмягким нагревом асфальтобетона.
В связи с изложенным актуальны вопросы аналитического описания процесса смесеобразования регенерируемых асфальтобетонных смесей, определены параметров и режимов работы дополнительного оборудования серийных гсфальтобетонных установок для осуществления процесса регенерации.
Цель работы. Определение основных параметров и режимов работы до-толнительного оборудования серийных асфальтосмесительных установок для дегенерации асфальтобетона посредством совершенствования процесса перевешивания.
Методика исследования. Экспериментально-теоретическое комплексное ізучение процесса перемешивания регенерируемых асфальтобетонных смесей : добавлением дробленого старого асфальтобетона. Теоретическое исследование выполнено на основе создания аналитических моделей одно- и двухэтапно-^о процесса перемешивания регенерируемых асфальтобетонных смесей, его ре-
зультаты сопоставлены с данными экспериментальных исследований. При этом использованы методы математической статистики и математического моделирования.
Научная новизна работы заключается в установлении теоретических закономерностей процесса распределения битума в регенерируемых асфальтобетонных смесях, заключающихся в первоначальном образовании битумомине-ральных агрегатов при контакте минерального материала с битумом и последующем многократном разрушении совместно с дробленым асфальтобетоном. Процесс распределения битума в смеси описывается теоретическими зависимостями одно- и двухэтапного перемешивания, обеспечивающими аналитическое определение основных параметров регенерационной установки (производительность, мощность перемешивания, удельную энергоемкость, загрузочную емкость мешалки окончательного перемешивания, вместимость бункера-термоса).
На защиту выносятся следующие положения: научно обоснованная методика проектирования регенерационных асфальтосмесительных установок с двухэтапным перемешиванием и минимальный перечень дополнительного оборудования к существующим серийным асфальтосмесителям; аналитическое определение основных параметров регенерационной асфальтосмесительной установки: производительность, минимальная вместимость бункера-термоса, вместимость мешалки окончательного перемешивания, удельная энергоемкость и полезная мощность процесса перемешивания; теоретическая гипотеза о физической картине распределения вяжущего в асфальтобетонной смеси, в том числе регенерируемой; математические модели процесса перемешивания регенерируемой асфальтобетонной смеси, отражающие физическую картину процесса (изменение однородности смеси) как функции продолжительности перемешивания, энергетических характеристик привода и производительности смесителя; математическая модель двухстадийного перемешивания с временным прерыванием процесса для термостатирования регенерируемой смеси, позволяющая установить оптимальное значение однородности смеси в конце первого этапа и его время, обеспечивающие интенсивное развитие процесса перемешивания на второй стадии.
Практическая ценность работы. Разработана научно обоснованная методика проектирования регенерационных асфальтосмесительных установок с двухэтапным перемешиванием, установлен с учетом производственных мощностей минимальный перечень и основные параметры дополнительного оборудования к существующим серийным асфальтосмесительным установкам для регенерации асфальтобетонных смесей.
Реализация работы. Предложения по созданию регенерационной установки на базе существующих производственных мощностей переданы мэрии г.Орла и ДЗАО «Орелжилстрой». Результаты исследования используются в учебном процессе ОрелГТУ студентами специальности 17.09.00 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование», 29.05.00 «Городское строительство и хозяйство» и 29.03.00 «Промышленное и гражданское строительство».
Апробация работы. Отдельные этапы исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Орловского государственного технического университета (1996-1998г.г.), на научно-технической конференции «Современные проблемы механики и прикладной математики» (г.Воронеж, 1998г.), на международной научно-технической конференции «Высокие технологии в экологии» (г.Воронеж, 1998г.), на международной научно-технической конференции «Ин-терстроймех - 98» (г.Воронеж, 1998г.). Работа докладывалась и обсуждалась на расширенном заседании кафедры «Строительные и дорожные машины» Воронежской государственной архитектурно-строительной академии с участием преподавателей кафедры «Автоматизация технологических процессов».
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 134 наименований, 13 приложений на 21 странице и содержит 149 страниц машинописного текста, включая 29 иллюстраций и 23 таблицы.
