Автоматизация технологических процессов на эмульсионных базах и контроль качества эмульсий

Автоматизация технологических процессов на эмульсионных базах может быть частичной, комплексной или полной. На притрассовых битумных базах, как правило, используется частичная автоматизация. Комплексную и полную автоматизацию внедряют в эмульсионных цехах в составе АБЗ. В этом случае применяют дистанционное управление. Оператор на пульте управления формирует команды на включение, отключение или изменение технологического режима.

Контроль качества эмульсий. Эмульсия должна иметь цвет от светло- до темно-коричневого, по внешнему виду быть однородной и не разбавляться водой.

Приготовлению эмульсий в установке предшествует подбор ее состава в лабораторных условиях. Особое внимание уделяется выбору эмульгатора, который определяет все основные свойства эмульсии: эмульгируемость битума; устойчивость эмульсии при хранении, транспортировании, перекачивании насосами, распылении форсунками; проверяется взаимодействие эмульсии с минеральными материалами; скорость формирования битумной пленки после нанесения эмульсии, водостойкость этой пленки и т.д.

Главным критерием при выборе эмульгатора является вид дорожно-строительных работ. Для устройства поверхностной обработки и подгрунтовки используют эмульсии классов ЭБК-1 и ЭБК-2, для ямочного ремонта ЭБК-2, для приготовления плотных эмульсионно-минеральных смесей ЭБК-3 по ГОСТ Р 52128-2003.

Соляную кислоту в состав водного раствора эмульгатора для катионных эмульсий необходимо вводить в таком количестве, чтобы водородный показатель (рН) был в пределах 2-4. Этот показатель контролируется индикаторной бумагой либо потенциометром.

При применении экспресс-метода полоску индикаторной бумаги опускают в испытуемый раствор, вынимают из него и немедленно сравнивают полученную окраску бумаги с прилагаемой цветностью, соответствующей различным значениям рН.

Для определения рН потенциометром используют рН-метры. Измерения осуществляются в соответствии с инструкциями, прилагаемыми к приборам.

Концентрацию битума в эмульсии назначают в пределах 45-65 % в зависимости от вида дорожно-строительных работ и погодных условий.

В процессе приготовления эмульсий следует контролировать:

температуру битума, которая должна быть в пределах 120-140°С;

дозировку каждого компонента;

температуру водного раствора эмульгатора, которая должна быть в пределах 55-60°С;

температуру готовой эмульсии на выходе из коллоидной мельницы, которая должна быть в пределах 80-90°С.

Особое внимание уделяется дозировке, так как она влияет на качество и стоимость продукции. Она производится дозирующими объемными насосами с регулируемым числом оборотов. Оперативный контроль качества готовой эмульсии на выходе из гомогенизатора производят периодически визуально путем погружения стеклянной палочки в готовую эмульсию. При хорошем качестве эмульсии палочка покрывается темно-коричневой пленкой. Не допускается в пленке комочков или нитей битума.

Готовые эмульсии должны быть приняты техническим контролем предприятия-изготовителя. Приемку эмульсии производят партиями. Партией считают сменную выработку одной установки, но не более 50 т.

Для контроля качества эмульсии отбирают не менее 3-4 точечных проб не ранее чем через 30 мин от начала выпуска эмульсии и далее с интервалом от 1 до 2 ч в зависимости от производительности установки. Объем каждой точечной пробы должен быть не менее 2 л. Точечные пробы объединяют и тщательно перемешивают и процеживают через сито с сеткой № 1,25. Для каждого испытания из объединенной пробы эмульсии отбирают навески в соответствии с методикой испытания по ГОСТ Р 52128-2003.

Приемочный контроль каждой партии эмульсии производит предприятие-изготовитель по следующим основным показателям:

содержание битума с эмульгатором;

устойчивость эмульсии при перемешивании с минеральными материалами (класс эмульсии);

сцепление пленки вяжущего с поверхностью щебня;

однородность (определение остатка на сите);

условная вязкость при 20°С;

устойчивость при хранении;

сцепление пленки вяжущего с минеральными материалами; устойчивость при транспортировании.

Периодический контроль производят не реже одного раза в квартал и при каждом изменении материалов, применяемых при приготовлении эмульсий, а также при изменении состава эмульсии.

Строительство дорожных одежд

Технологическая классификация дорожных одежд, покрытий, оснований.

В дорожной одежде предъявляются ряд требований к кот относятся прочность (в течении длительного срока выдерживать возд-е нагрузки от авто), износостойкость(способ-ть сохранять прочностные св-ва и целостность, как при «– »темп-рах так и при «+». Возникающие в д.о гориз и верт-ые напряжения от автомобиля затухают с глубиной, что позволяет конструктировать ее из нескольких слоев, различных по прочности в соот-вии с видами усилий дейст-их на каждый слой. Покрытие на которое непосред-но возд-ют колеса авто должно быть наиболее прочным износо и термостойким, ровным и шероховатым, для обеспечения безопасного дв-я авто с расчетной скоростью и наименьшим сопротивлением к дв-ю. Основание воспринимает нагрузку передаваемого через покрытие и распределяет его п земляному полотну. Основание передает д.о достаточную прочность не допуская образования опасных, упругих и накапливаемых остаточных деформаций, кот могут вызвать разрушение и неровности покрытия. Основание может состоять из одного или нескольких слоев, т.к основание непосредственно не воспринимает колесных нагрузок, для нег воспринимаются мат-лы меньшей прочности, чем для покрытия. Д.о. по типам покрытия классифицируется :

1. Усовершенствованного капитального типа

2. Усовершенствованного облегченного типа

3. Переходного типа

4. Низшего типа(без покрытия)

Планирование и профилирование земляного полотна. Контроль качества возведения земляного полотна.

Планировка верха земляного полотна шириной более 20 метров осуществляется по кольцевой схеме ( длина захватки более 200 метров ), если ширина земляного полотна менее 20 метров и захватка более 20 метров, то в этом случает необходимы съезды для разворота автогрейдера. При длине захватки менее 200 метров и ширине земляного полотна менее 20 метров - работа по челночной схеме. ИЗЛИШКИ грунта срезаются и укладываются в нижней части откоса, его можно уположить и довести до проектного значения.

Планировка откосов :

Примечания :

1. Планировку откосов насыпей или выемок следует осуществлять двумя-четырьмя проходами тяжелого грейдера.

2. Планировку откосов высотой до 6 метров, осуществлять откосопланировщиком, с нижней стоянки, при высоте откоса до 12 метров - с нижней и верхней стоянки. Ширина планируемого участка с одной стоянки должна быть не более 2 метров, перекрытие смежных участков до 0.5 метров.

3. Планировку откосов длиной более 12 метров - по ярусам.

4. При отсутствии необходимого оборудования, можно планировать откосы - с помощью рельса или цепи ( диаметр звена 0.25 м. ), гусеничного полотна, протягиваемого на тросах по поверхности откоса двумя тракторами, один из которых движется по верху, а другой по подошве откоса. При этом верхний трактор движется на 5-6 метров впереди нижнего, но с одинаковой с ним скоростью.

5. Откосы с крутизной 1: 1.75 и положе, следует планировать с помощью бульдозеров, перемещающихся по откосу сверху вниз с принудительно опущенным отвалом ( при гидравлическом управлении ) или задним ходом снизу вверх с отвалом, свободно опущенным на грунт ( при канатном управлении ). В процессе планировки его отвал не должен наполняться грунтом более чем на 2/3 высоты.

Также планировке подлежат резервы.

Контроль качества возведения земляного полотна :

Входной контроль.

До начала работ по сооружению земляного полотна должно быть проверено соответствие принятых в проекте и фактических показателей состава и состояние грунтов в карьерах, резервах, выемках, естественных оснований.

При входном контроле проверяют правильность определения объёмов резервов с учетом фактической ситуации в плане, состав грунта по наименованию вида и разновидности ( в том числе особых разновидностей ), наличию крупных включений, влажности.

Проверка резервов ( карьеров и выемок ) производится путём бурения или шурфования с отбором проб. Количество скважин или шурфов, устанавливают в зависимости от сложности геологического разреза, не менее 2 -х на каждый километр притрассовых резервов, или каждые 10.000 м³ сосредоточенных резервов - карьеров, выемок. Глубина отбора проб должна быть не менее проектной глубины разработки. При однородных грунтах допустимо отбирать одну пробу, при разных или изменении состава или влажности — не менее трех по глубине.

Состав ( вид, разновидность ) и влажность проб определяют в лабораториях, данные контроля резервов оформляют ведомостью.

В процессе разработки резервов ( выемок и карьеров ) проводятся систематические наблюдения за изменением влажности грунтов. Отбор проб на влажность должен проводиться на каждые 10.000 м³ выемки или карьера с периодичностью 1 раз в неделю при устойчивой погоде и ежедневно после дождей интенсивностью более 5 мм/сут. Результаты измерения влажности заносятся в общий журнал работ.

При обнаружении расхождений фактических показателей вида грунта, влажности или других характеристик с проектными данными в случаях, если эти расхождения могут оказать влияние на качество сооружения или на технологию производства работ, заказчик обязан внести в рабочую документацию соответствующие изменения.

Настройка технологического процесса уплотнения грунтов осуществляется методом пробного уплотнения. Результаты фиксируются в журнале.

Операционный контроль.

К постоянно контролируемым показателям относятся : правильность осевой линии поверхности земляного полотна в плане и профиле, плотность естественного основания, однородность грунта в слоях насыпи, плотность грунта в слоях насыпи, ровность поверхности, соблюдение поперечных уклонов, ширина земляного полотна, крутизна откосов, возвышение насыпи на величину осадки, правильность выполнения водоотводных и дренажных сооружений, укрепления откосов.

В особых условиях, в индивидуальном проекте, могут быть предусмотрены специальные виды работ, которые также подлежат постоянному контролю с фиксацией возможных изменений ( к примеру контроль насыпи на слабых оснований ).

Правильность размещения земляного полотна в плане и профиле обеспечивается полнотой и точностью разбивочных работ, выполняемых по знакам выноски проекта на местность и реперам.

Однородность грунта в слоях насыпи по составу и влажности контролируется на операциях разработки и перемещения. Контроль осуществляется визуально по цвету, структуре, липкости. В необходимых случаях - применение экспресс-методов.

Качество уплотнения грунтов контролируется при устройстве насыпи и оснований под дорожные конструкции в выемке, нулевых местах, и в других случаях, предусмотренных проектом.

Измерение плотности проводится не реже одного раза в рабочую смену, при объёме отсыпки до 1000 м³ в смену, на каждую следующую тысячу добавляют 1-2 проверки.

Качество грунта уложенного в насыпь : отклонение от оптимальной влажности : для связных грунтов +-10 %, для несвязных +-20 %.

Коэффициент уплотнения проверяют отбором проб по оси дороги и на расстояние 1.5-2 метра от бровки земляного полотна, а также по одной пробе в промежутках между ними при ширине отсыпаемого слоя >20 метров. Пробы отбирают через 200 метров ( при высоте насыпи до 3 метров ) и через каждые 50 метров при высоте насыпи свыше 3 метров.

Дополнительный контроль плотности следует производить в каждом слое насыпи над трубами в конусах и местах сопряжения с мостами, а также при засыпке траншей и котлованов. Контроль плотности следует производить на глубине 8-10 см от поверхности уплотняемого слоя.

На каждом контрольном поперечнике должны быть определены вид грунта и соответствие фактической толщины уплотняемого слоя толщине определенной в ППР.

Уплотнение грунтов считается качественным, когда у 90 % испытанных образцы коэффициент не ниже заданного. При оценке “отлично” остальные 10 % образцов имеют отклонение не более 0.02 г/см², при оценке “хорошо” 5 % имеют такое же отклонение, при оценке “удовлетворительно” 10 % имеют отклонение не более 0.04 г/см²

Основной метод контроля качества уплотнения грунта для глинистых и песчаных грунтов - метод режущего кольца ( ГОСТ 5182-78 ). При наличии в грунте более 15 % частиц крупнее 2 мм ( обломочных или окатанных частиц, мерзлых комьев и.т.п. ), а также при возведении насыпей из каменных материалов контроль за уплотнением грунта целесообразно осуществлять методом лунки.

Разница между коэффициентами уплотнения в поперечном сечении земполотна не должна превышать 0.02

Высотные отметки продольного профиля земполотна могут различаться на ±5 см, сужение земляного полотна между осью и бровкой до 10 см, увеличение крутизны откосов ±10 %, глубина кюветов ±5 см.

Поперечные размеры дренажей ±5 см, продольные уклоны ± 10 %

Количество отметок с максимальной величиной отклонения не должно быть больше 10 %.

Поверхность каждого слоя земляного полотна должна быть спланирована во избежании избыточного увлажнения при осадках. Ровность поверхности определяется визуально, исходя их местных требований обеспечения поверхностного стока.

При разработке грунтов необходимо следить за тем чтобы дно и откосы резервов и выемок имели уклоны обеспечивающие сток воды от земляного полотна и рабочего забоя с обязательным выпуском её к ближайшему искусственному сооружению или в сторону от дороги. Если дно резерва имеет значительный продольный уклон, во избежании размыва следить за тем, чтобы резерв был разделен на участки с допустимыми для данных грунтов уклонами.

Особое внимание следует обращать на полноту разработки выемок и возведению насыпей по ширине, начиная с первых слоев. Дополнительная срезка откосов выемки или последующая досыпка откосных частей насыпи, как правило приводит к возникновению дефектов земляного полотна в первые годы эксплуатации.