Közlekedési utak építése

Átírás

1 Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építıgépek, Anyagmozgatógépek és Üzemi Logisztika Tanszék Közlekedéstudományi ismeretek Közlekedési utak építése. Útburkolati anyagok, és gyártási technológiái Elıadó: Dr. Rácz Kornélia egyetemi adjunktus Budapest 00. BURKOLATI ANYAGOK Összetevık Beton Aszfalt Adalékanyag homok + kavics ( zúzalék ) homok + zúzottkı ( kavics ) Kötıanyag cement + víz bitumen Adalékszerek vegyszerek ( sokféle ) adalékok ( ritkábban ) Töltıanyag ( kıporok ) mészkıliszt (filler) Kötési folyamat hidratáció (vegyi átalakulás) termoplasztikus átalakulás A gyártás technológiai mőveletei adalékanyag elıkészítés (aprítás, osztályozás, tisztítás ) adalékanyag mérlegelése adalékanyag szárítása ( adalékanyag osztályozása ) összetevık mérlegelése és adagolása keverés szállítás bedolgozás ( terítés, tömörítés ) érlelés, pihentetés Újrahasznosítás aprítás + kötıanyag adagolás felmelegítés --

2 Áthulló mennyiség, tömeg % kızetfizikai jellemzık (szilárdság, kopásállóság, vízfelvétel, stb.) anyaghalmaz jellemzıi (szemcse összetétel, szemcsealak, maximális szemcseméret, szennyezettség ) ll. 0 A 0 0,0 Adalékanyagokkal szembeni követelmények Folytonos szemmegoszlású, beton adalékanyag határgörbéi (D max = mm) Finomsági modulus m =, A m B =, m C =, 0, 0, 0,,0,0,0,0 A rostanyílás mérete (log lépték), mm C l. B A szemszerkezeti összetétel és a cement-szükséglet kapcsolata 00 Maximális szemcseméret, mm Szemszerkezeti összetétel (szemeloszlás): Szabványos résnyílású szitasorral vizsgálva, az egyes rostalemezeken áthulló anyag mennyisége, tömeg%-ban. Finomsági modulus ( m A, m B, m C ):A szemeloszlási görbe feletti területtel arányos, a szemszerkezeti összetételre jellemzı mérıszám. Cement adagolás, kg/m "C" szemeloszlás "A" szemeloszlás Szilárdsági jel: C Konzisztencia: KK "B" szemeloszlás Adalékanyagokkal szembeni követelmények (folytatás) maximális szemcseméret: terítési rétegvastagságtól függ, de a kötıanyag igényt is befolyásolja (lásd: elızı lapon lévı diagram) szemcsealak: megfelelı, ha a legnagyobb és a legkisebb méret aránya h / v < szemcsék felülete: a zúzott anyag érdes felülete szilárdságilag kedvezıbb, mint a kavicsé, de nagyobb a keverés és a bedolgozás energia-igénye tisztaság: szerves anyagokat nem tartalmazhat, agyag-iszap tartalom is korlátozott Betonok jellemzıi A beton jelölése: pl. C 0/0 Minısítés: napos nyomószilárdság %-os alulmaradási valószínőségéhez tartozó érték. Szilárdságot befolyásoló tényezık: összetétel: alapanyagok minısége és mennyisége víz/cement tényezı (lásd: ábra) konzisztencia gyártási technológia: adagolás pontossága keverés minısége szállítási körülmények tömörítés, utókezelés idıjárási körülmények napos kockaszilárdság, MPa CEM, CEM, CEM, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,,0, Víz/cement tényezı (lg lépték) A szilárdság, és a víz/cement tényezı kapcsolata --

3 Aszfalt típusok Burkolati réteg helye alapján: alapréteg, kötıréteg vagy záróréteg Készítés technológiája szerint: kevert, és permetezett (szórt) eljárások Készítés hımérséklete: hideg eljárás: permetezett felületi bevonat; kötıanyag: bitumenemulzió félmeleg (0-0 o C): szórásos eljárások; kötıanyag: bitumenemulzió, higított bitumen meleg (0-0 o C): keverıtelepen elıállított, hengerelt aszfaltok; kötıanyag: útépítési bitumen, modifikált bitumen forró (0-0 o C): öntött aszfalt: önterülı burkolat, növelt bitumen tartalommal készül Adalékanyag összetétele: szemeloszlás: folytonos, ill. kihagyásos (utántömörödı aszfalt) szemcse maximális mérete (burkolati réteg helyétıl függ) Bitumen fajták Útépítési bitumen: (vagy útibitumen) Szobahımérsékleten szilárd halmazállapotú anyag. Meleg és forró eljárással készülı aszfaltokhoz használják. Modifikált bitumen: Adalékokkal javított bitumen (töréspontja alacsonyabb, tapadása jobb). Higított bitumen: Magas hımérsékleten oldószerrel (gázolaj, petróleum, stb.) kevert bitumen. Csak a higítóanyag elpárolgása után szilárdul meg. Hideg, vagy félmeleg technológiáknál (pl. aszfaltmakadám, felületi bevonatok, stb.) alkalmazzák. Bitumenemulzió: Szobahımérsékleten folyékony, - µ nagyságú cseppekre oszlatott bitumenbıl és vízbıl áll. Kolloidmalmokban emulgeálószer jelenlétében állítják elı. Az emulzió megtörik (bitumen és a víz szétválik, ha ásványi anyaggal érintkezik. A bitumenemulzió kationaktív, ezért a jó tapadást az elektrokémiai kötés is segíti. alapréteg kötıréteg kopóréteg KEVERİGÉPEK Gravitációs Kényszer-rendszerő Billenıdobos Mixerkocsi Függıleges tengelyő Bolygólapátozású Rotoros Egytengelyő Kéttengelyő Vízszintes tengelyő Folyamatos üzemő Szakaszos üzemő Egyenáramú Ellenáramú --

4 Gravitációs keverıgépek 0 Billenıdobos keverıgép Betonszivattyús mixerkocsi Betonkeverı-szállító gépkocsi (mixerkocsi). gépjármő. keverıdob. keverılapátozás. forgatómő (hidromotor). hidraulikus tápegység. támasztó görgı. vezetıgyőrő. adagoló tölcsér. surrantó 0. víztartály Különbözı mérető keverıdobokhoz alkalmazható alváz típusok a. b. c. d. V h = L m V h = L m V h = L m V h = L0 m Függıleges tengelyő keverıgépek Rotoros keverıgép Bolygólapátozású keverıgép. keverıedény. keverımő. keverılapát. faltisztító lapát. motor. ékszíjhajtás. fogaskerék áttétel. ürítıajtó. ajtónyitó hajtómő 0. töltınyílás. víz bevezetı csı. hajtómő. álló fogaskerék. legördülı fogaskerék. bolygómozgású lapátok. munkahenger. kopólemezek --

5 Vízszintes tengelyő keverıgépek Egytengelyes keverı lapátozása Kéttengelyes keverı lapátozása és az anyagáramlás Folyamatos üzemő mobil betonkeverı telep Folyamatos üzemő keverıgép. soradagoló. mérlegelı-szállítószalag. feladó puttony. felvonó pálya. cement siló Vízszintes elrendezéső keverıtelep. cement szállítócsiga. cementmérleg. vízszintes tengelyő keverıgép. irányító fülke A keverési folyamatot irányító számítógép BETONGYÁRAK Toronyrendszerő betongyár 0. szalagalagút. szállítószalag. forgó surrantó. rekeszes adalékanyag siló. adalékmérleg. cement siló. cement szállítócsiga. cementmérleg. függ. tengelyő keverıgép. vezérlıpult. keverıgép 0 --

6 Közvetlen eljárás Vízadagolás ellenırzése a homok-frakció víztartalmának mérése, a mért értéktıl függı víz- (homok-) korrekció Közvetett eljárás a víztartalomtól függı keverék-jellemzı mérése, a mért értéktıl függı vízkorrekció P kw mőszer mérıszonda homok siló vezérlı egység víz mérleg Mérıszondás víz-homok korrekció P ü A B C D E F G keverési idı Teljesítmény-felvételen alapuló ellenırzés A. etalon görbe; B. az elıírtnál nagyobb víztartalom; C. az elıírtnál kisebb víztartalom; D. rövid keverési idı; E. az elıírtnál kisebb anyagmennyiség; F. megfelelı keverék; G. a keverıgép nem ürült ki teljesen. Elektródás víztartalom mérés Vízkorrekció a keverıedénybe beépített érzékelı segítségével SZAKASZOS üzemő aszfaltkeverı telepek 0 Több-rekeszes készanyag tároló Vízszintes elrendezéső aszfaltkeverı telep. elıadagoló bunkerek. szalagmérleg. szállítószalag. szárítódob. melegelevátor. osztályozógép. mérlegek. kıliszt tároló siló. poranyag elevátor 0. keverıgép 0. készanyag tároló. bitumen tartály. bitumen elımelegítı. porleválasztó. elszívó ventillátor. irányító fülke. felvonó puttony. sodronykötél. kiszállító kocsi --

7 FOLYAMATOS üzemő aszfaltkeverı telep 0 0. elıadagoló bunkerek. győjtı szállítószalag. szalagmérleg. feladó szállítószalag. szárító-keverıdob. elıtároló tartály. felvonó puttony. kıliszt tároló siló. szállítócsigás adagoló-mérleg 0. bitumen tároló tartály. bitumen elımelegítı. bitumen adagolószivattyú. porleválasztó. bontott aszfalt bunkerek. szalagmérleg (bontott aszfalthoz). felvonó pálya. emelıkötél (csörlıhöz). készanyag tároló. hulladék tároló 0. vezérlı fülke Aszfaltkeverı telepek vezérlése Kezelıpult ( BERNARDI ) Keverıtelepi részfolyamatok irányítása és ellenırzése (BENNINGHOVEN) A. Elıadagoló B. Bitumen tartályok C. Szárítódob, olajégı D. Teljes folyamat --

8 Szárítódob,szakaszos üzemő telephez ( T KFt ) 0 Lapát I. Lapát II. Lapát III. 0. dobtest. hıszigetelı burkolat. anyagfeladó garat. hajtógörgı. gördülı-győrő. motoros hajtómő. laprugók. behordó lapátozás. lapát I. 0. lapát II.. lapát III.. égıfej. égıfej kocsi. melegelevátor csatlakozó toldat. vázszerkezet Porleválasztás, porszőrık Az aszfaltkeverı telepek porelszívó és porleválasztó rendszerbe bekötött gépegységek: szárítódob melegrosta és a tárolórekeszek adalékanyag mérlegtartály keverıgép Porleválasztó típusok (a porszemcse méretétıl függıen) Nedves mosó Szövetszőrı Filcszőrı Venturi mosó Ciklon Porkamra Párhuzamos elrendezéső zsákos porleválasztó (AMMANN) 0,0 Papírszőrı Elektromos porleválasztó 0,, Porszemcse mérete, mikronban a. porleválasztás b. zsákok tisztítása. szőrızsákok. szőrıkamra. porcsiga. befúvató kocsi. sínpálya --

9 Mechanikus osztályozás, melegrosták Mechanikus osztályozás alapelve Q = Q r + Q r Q sz Rostalemezek típusai: anyag : acél (a.), gumi (b.), mőanyag (c.) résnyílás alakja: négyzet, kör, hosszúkás a. b. Q sz c. Anyagmennyiség ( Q ), % Mikrodobásos szállítás elve y F g sin ( α + β) Q sz Q r d d max Résnyílás ( log d ), mm v 0 F g β α β x Szállítás módja: mikrodobás súrlódás m g cos β m g Aszfaltkeverı-telepi meleg rosták jellegzetességei A hagyományos rostákhoz képest nagyobb a szétválasztott frakciók száma (általában: - ). A technológiai folyamathoz való illesztése érdekében kiegészítı szerkezeti egységek ( rosta-, kerülı ; a tárolórekeszek közti túlfolyók ) szükségesek. A magas hımérséklet miatt csak acél rostalemez és acél rugós megtámasztás alkalmazható. A nagy porképzıdés miatt: zárt burkolat, a légtér becsatlakoztatása a porelszívó rendszerbe. Körgerjesztéső meleg rosta 0. rostaszekrény. rostalemezek. surrantó. gerjesztı tengely. támasztó rugó. burkolat. kémlelı nyílás. rostakerülı. munkahenger 0. porelszívó toldat. alapkeret --

10 Vibromotoros gerjesztéső vibrációs rosta Vibromotor szerkezeti kialakítása. tengely. motor forgórész. motor állórész. állórész tekercsfej r o m o Fg F max Fg Fg F g δ δ Gerjesztıerı változtatása Fe Fg. rögzített excenter. állítható excenter. védıburkolat Irányított gerjesztés létrehozása: Két azonos mérető kiegyensúlyozatlan tömeg ellentétes irányú forgatásával Egy excenter gerjesztıereje: F g = m 0 r0 ω Eredı gerjesztıerı: Fg = Fg cos ( ω t ) Vibromotoros gerjesztéső rosta F g F g α ω F g ω. rostaszekrény. rostalemezek. vibromotorok. rugó. támasz -0-