Проектування пересувного асфальтобетонного заводу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

технологічний асфальтобетонний завод пересувний

Витрати праці на виробничих підприємствах складають велику частину від загального обсягу робіт дорожнього будівництва.

До складу виробничої бази дорожнього будівництва входять кар'єри, де видобувають сировину для виготовлення мінерального порошку та органічних в'яжучих, асфальтобетонні заводи та інші. В даній роботі розглянемо асфальтобетонний завод.

Проект виробничого підприємства - попередньо підготовлений технічно та економічно обґрунтований розрахунками. Вибір та розміщення асфальтобетонного заводу, визначення його потужності та продуктивності обладнання роблять на підставі техніко-економічних розрахунків.

Виходячи з умов мінімальної вартості транспортних і вантажно-розвантажувальних робіт асфальтобетонний завод, необхідно розміщати таким чином, щоб транспортна робота з підвезення сировини та вивезення основної продукції була мінімальною, якість під'їзних колій повинна бути досить високою, кількість перевантажень сировини і готової продукції з одних транспортних засобів в інші ? мінімальною.

Для визначення оптимального рішення вибирають кілька варіантів розташування АБЗ. Для кожного варіанту складають калькуляції транспортних витрат, визначають вартість асфальтобетонної суміші на місці її укладання. Обрана для розміщення АБЗ територія повинна мати досить низький рівень стояння ґрунтових вод, гарний поверхневий стік, мінімальні обсяги земляних і планувальних робіт. Стосовно населених пунктів АБЗ варто розташовувати з підвітряного боку для пануючих вітрів і відокремлювати від житлових районів санітарно-захисними зонами.



1. Підрахунок об'ємів матеріалів для асфальтобетонного заводу

Об'єм робочого матеріалу для асфальтобетонного заводу:

V₁=7.5*22000*0.05*1.2=9900 м³

V₂=7.5*22000*0.085*1.25=17531 м³

Q₁=9900*2.4=23760 т

Q₂=17531*2.4=42075 т

Таблиця 1.1. Витрати матеріалів для асфальтобетону

Маса ЩМА-15	т
Щ=	4752
П(відс)=	2376
МП=	3801,60
Б=	1544,40
Маса ДАБ	т
Щ=	21374,10
П=	14221,35
МП=	3976,09
Б=	2574,99
На два шари:	т
Щ=	26126,10
П(відс)=	2376,00
П=	14221,35
МП=	7777,69
Б=	4119,39



2. Обґрунтування місця розташування АБЗ

Рис. 2.1. Схема для розрахунку розташування а/б заводів

де l₀ - відстань від місця заводу до траси по перпендикуляру.

l₁ - відстань від перехрестя вліво.

l₂ - відстань від перехрестя вправо.

10,55 км

15,91 км

12,18 км

Таблиця 2.1. Порівняльна характеристика розташування асфальтобетонного заводу

Матеріал	Одиниця вимірювання	К-сть вантажу	Середня відстань перевезення	Об'єм транспортування
			1	2	3	1	2	3
щебінь	Т	26126,1	0	17	16	0	444144	418018
пісок	Т	14221,35	16	19	0	227542	270206	0
пісок відсів	Т	2376	0	17	16	0	40392	38016
бітум	Т	4119,39	17	24	43	70030	98865	177134
МП	Т	7777,69	17	24	43	132221	186665	334441
ДАБ	Т	23760	10,55	15,91	12,18	250560	378000	289440
ЩМА	Т	42075	10,55	15,91	12,18	443700	669375	512550
					?	1124052	2087646	1769598

Отже, найбільш економічно вигідним є розташування заводу в 1-му пункті.

3. Розрахунок продуктивності підприємства і потреби в готовій продукції

Для пересувних і стаціонарних АБЗ плановий річний фонд робочого часу визначається за залежністю:

де - плановий фонд робочого часу в літній період.

- плановий фонд робочого часу в зимовий період.

- кількість змін на добу (влітку приймаємо 3, взимку 2).

- кількість робочих днів (приймаємо 22).

- кількість місяців у літніх і зимових періодах.

=0,97.

- коефіцієнт використання обладнання протягом робочого періоду (літом 1, взимку 1).

Крім річної продуктивності для АБЗ визначаємо ще й годинну та змінну продуктивність по виготовленню асфальтобетонної суміші у табличній формі (табл. 3.1.).

П_зм =8•П_год=380 т/зм

П_доб =n_зм•П_зм=950 т/доб

Таблиця 3.1. Розрахункові дані річної, годинної та змінної продуктивності АБЗ

Тип суміші	за год	за зм	за добу	за рік
ЩМА	6,3	50,6	101,3	23760
Гарячий щільний дріб а/б	11,2	89,7	179,3	42075
Холодний дрібнозернитий	17,5	140,3	280,6	65835

Вимоги до складових компонентів асфальтобетонної суміші

Асфальтобетон застосовують для покриття на автомобільних дорогах I-ІІІ категорій, міських вулицях і площах. Показники фізико-механічних властивостей і структури гарячого асфальтобетону повинні задовольняти вимогам ГОСТ 9128, а їх параметри, призначення для різних регіонів країни ДБН.В.2.3. - 4-2007.

Розрахунок складу асфальтобетону полягає у виборі раціонального співвідношення між складовими матеріалами, що забезпечує оптимальну щільність мінерального остову при необхідній кількості бітуму і здобуття бетону із заданими технічними властивостями при певній технології виробництва робіт.

В даний час найбільш широкого поширення набув метод розрахунку по кривих щільних сумішей. Найбільша міцність бетону досягається за умови максимальної щільності мінерального складу шляхом розрахунку гранулометричного складу і визначення вмісту оптимальної кількості бітуму і мінерального порошку.

Розрахунок складу асфальтобетону по кривих щільних сумішей ведуть на основі завдання, в якому має бути вказане призначення бетону і період будівництва. Крім того, необхідні дані про властивості і вартість вихідних матеріалів.

Розрахунок складу асфальтобетону ведуть по етапах: визначають якість вихідних матеріалів і оцінюють відповідність їх властивостей встановленим вимогам. Якщо є декілька різновидів матеріалів, вибирають кращі з них для конкретних умов роботи асфальтобетону: розраховують гранулометричний склад мінеральної суміші за принципом мінімуму порожнеч; визначають оптимальну кількість бітуму; визначають фізико-механічні властивості розрахованих сумішей; вносять корективи до отриманих складів сумішей.

Для приготування щебеню використовують міцні морозостійкі магматичні, метаморфічні і осадові гірські породи, а також міцні і морозостійкі повільноохолоджені металургійні шлаки.

Міцність при стискуванні гірських порід має бути не менше 100…120 МПа, а осадових карбонатних порід металургійних шлаків - не менше 80…100 МПа.

Показник міцності при зносі в поличному барабані для щебеня з гірських порід не более25.35%, а для шлаків - не більше 35.

Щебінь для асфальтобетонних сумішей має бути чистим, (по ГОСТ 8267 п. 4.71 таблиця 9) не допускається вміст глинистих і пилуватих часток понад 1%. (т.я відповідно до ГОСТ 25100 щебінь гранітний є магматичною породою) Форма зерен щебеня має бути наближена до тетраедальної і кубовидною, а поверхня до - шорсткою, що підвищує внутрішнє тертя і прилипання вяжучого. Вміст зерен пластинчастої (лещадной) і игловатой форми в щебені і гравії має бути% по масі, не більш:

15 - для сумішей типа А і високощільних;

25 - для сумішей типів Б і Бх;

35 - для сумішей типів В, Вх.

Для приготування асфальтобетонних сумішей застосовують природні і роздроблені піски, і відсів продуктів дроблення гірських порід і гравію.

Пісок має бути чистим і містити пилувато-глинистих часток не більше 3% по масі.

Природний пісок - неорганічний сипкий матеріал з великою до 5 мм, що утворився в результаті природного руйнування скальних гірських порід і отримуваний при розробці піщаних і піщано-гравійних родовищ без використання спеціального збагачувального устаткування.

Роздроблений пісок отримують дробленням скальних порід або кристалічних металургійних шлаків. Залежно від міцності вихідної гірської породи роздроблений пісок ділять на дві марки: 800 і 400. Для першої з них застосовують гірські породи з міцністю при стискуванні не нижче 80 МПа, а другий - не нижче 40 МПа.

Пісок з відсіву дроблення - неорганічний сипкий матеріал з величиною до 5 мм, отримуваний з відсіву дроблення гірських порід при виробництві щебеня і з відходів збагачення руд чорних і кольорових металів і металевих копалин і інших галузях промисловості.

Гранулометричний склад піску повинен забезпечувати здобуття суміші з іншими мінеральними матеріалами з найбільшою щільністю. З цих міркувань для приготування асфальтобетону застосовують крупно і середньозернисті піски.

Мінеральний порошок отримують помелом вапняків, доломітів і інших карбонатних порід з міцністю не менше 20МПа і вмістом забруднюючих і глинистих домішок не більше 5%.

У ряді випадків, як мінеральний порошок застосовують порошкоподібні відходи промисловості - пил віднесення цементних заводів, золи ТЕЦ.

Мінеральний порошок підвищує міцність асфальтобетону, але збільшує його крихкість, тому вміст мінерального порошку в суміші має бути мінімальним, достатнім лише для додання а/б нормативної міцності і щільності.

Функції мінерального порошку:

· заповнює порожнечі піщано-щебеневого каркаса і підвищує щільність мінеральної частини;

· перетворює нафтовий бітум на асфальтове вяжуче.

Для мінеральних порошків існує ГОСТ 52129 - 2003 «Порошки», по якому класифікують мінеральні порошки:

МП - 1 - порошки з карбонатних порід не активовані і активізовані, і з бітумних порід;

МП - 2 - порошки з некарбонатних порід, твердих і порошкоподібних порід промислового виробництва.

Бітуми - це органічні вяжучі речовини, що складаються з високо молекулярних вуглеводнів: нафтенового, метанового і ароматичного, а також кисневих, сірчистих і азотистих похідних.

Груповий склад бітуму:

1. Масла - молекулярна маса 300 - 500 а. о., r < 1, вміст в бітумі 40 - 60%.

2. Смоли - молекулярна маса 500 - 1000 а. о., r» 1, вміст в бітумі 20-40%.

3. Асфальтени - молекулярна маса 1000 - 5000 а. о., r > 1, вміст в бітумі 10-25%.

4. Карбени, карбоїди не розчинні в бензолі.

5. Асфальтогенові кислоти - r > 1, їх вміст визначає інтенсивність прилипання терпких до кам'яних матеріалів

6. Парафіни - погіршують властивості бітуму, додаючи йому крихкість.

Для приготування асфальтобетонних сумішей застосовують нафтові дорожні в'язкі і нафтові дорожні рідкі бітуми. Для гарячих і теплих асфальтобетонних сумішей I і II марок слід застосовувати лише бітуми марок БНД, а для гарячих і теплих асфальтобетонних сумішей III і IV марок, а також для асфальтобетонних сумішей, призначених для пристрою підстав і нижніх шарів покриттів, разом з бітумами марок БНД допускається також вживання марок БН відповідної в'язкості.

Бітуми марок БНД характеризуються ширшим температурним інтервалом пластичності і вищою теплостійкістю в порівнянні з бітумами марок БН, володіють кращими низькотемпературними властивостями і зчепленням з поверхнею мінеральних матеріалів, але менш стійкі до старіння.

4. Розрахунок повного складу асфальтобетонної суміші

Використавши ДСТУ Б.В.2.7-129-2003 виписуємо із даного нормативного документа стандартні зернові склади мінеральної частини асфальтових бетонів:

Таблиця 4.1. Стандартні зернові склади асфальтобетонів, повні залишки

Назва асфальтобетону Діаметри сит, мм	15	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	0,071
А/б гарячий щільний	100	90	55	43	33	23	16	11	8	Залишок повний, %
ЩМА-15	100	40	15	11	10	9	8	7	5	Залишок повний, %



Рис. 4.1. Нормативні графіки нормативних зернових складів асфальтових бетонів

На підставі графіків нормативних зернових складів асфальтових бетонів, що задані у розрахунково-графічній роботі розраховуємо часткові залишки їх мінеральних складових в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2. Часткові залишки нормативних зернових складів

Назва а/б суміші	Фракції	Повні залишки, А1, %	Часткові залишки, а1, %
1.ЩМА	15-10	100	-
	10-5	90	60
	5-2,5	45	25
	2,5-1,25	29	4
	1,25-0,63	21	1
	0,63-0,315	13	1
	0,315-0,14	9	1
	0,14-0,071	7	1
	<0,071	6	2
2. А/б гаряч. Дрібнозер.	15-10	100	-
	10-5	90	10
	5-2,5	55	35
	2,5-1,25	43	12
	1,25-0,63	33	10
	0,63-0,315	23	10
	0,315-0,14	16	7
	0,14-0,071	11	5
	<0,071	8	3

На підставі таблиці 4.2. розраховуємо потребу АБЗ в матеріалах в таблиці 4.3.

Таблиця 4.3. Потреба АБЗ в матеріалах, %

Тип а/б суміші	Щебінь	фракцій	Пісок (0,071-2,5)	Мін.порошок (0-0,071)	Бітум	Целюлозне волокно
	10-15	5-10
ЩМА-15	0	60	33	7	6	0,5
А/б гарячий щільний дрібн.	0	10	79	11	5

Розраховуємо потребу матеріалів щебеню, піску, мінерального порошку без врахування частки бітуму у складі асфальтобетонної суміші за формулами:

Для ЩМА-15:



Для а/б гарячого дрібнозернистого:

де - годинна продуктивність по випуску даного типу а/б суміші.

, , - відповідно масова частка матеріалу у відсотках, щебеню, піску, мінерального порошку із таблиці 4.3.

Після цього розраховуємо потребу матеріалів (щебеню, піску, мінерального порошку) в тонах з врахуванням масової частки бітуму (табл. 4.3.) для заданих видів а/б сумішей:

Для ЩМА-15:

Потреба бітуму:



Для а/б гарячого дрібнозернистого:

Потреба бітуму:

Розрахунки потреби АБЗ в матеріалах зводимо в таблицю 4.4.:

Таблиця 4.4. Загальна потреба АБЗ в матеріалах

Матеріал	Потреба
	за год	за зміну	за добу	за рік
І суміш щебенево-мастикова а/б
Щебінь фракції 5-15 мм, т	3,58	28,66	57,32	13449
в тому числі
фракція 5-10 мм	3,58	28,66	57,32	13449
10-15 мм	0	0	0	0
Пісок, т	1,97	15,76	31,53	7397
Мінеральний порошок, т	0,42	3,34	6,69	1569
Бітум, т	0,36	2,87	5,73	1345
Сума	6,33	50,63	101,27	23760
Целюлозне волокно	0,03	0,25	0,51	119
ІІ гарячий щільний дрібнозернистий ІІ марки
Щебінь фракції 5-15 мм, т	1,07	8,54	17,08	4007
в тому числі
фракція 5-10 мм	1,07	8,54	17,08	4007
10-15 мм	0	0	0	0
Пісок, т	8,43	67,46	134,92	31656
Мінеральний порошок, т	1,17	9,39	18,79	4408
Бітум, т	0,53	4,27	8,54	2004
Сума	11,21	89,66	179,32	42075
Загальна потреба в матеріалах, т	17,6	140,5	281,1	65954

5. Вибір технологічного обладнання

На підставі рохрахунків в таблиці 3.1. годинної, змінної, добової і річної продуктивностей пересувного АБЗ в асфальтобетонних сумішах при допомозі технічної і нормативної літератури підбираємо комплект агрегатів необхідної продуктивності [3, 4, 5].

Таблиця 5.1. Перелік агрегатів для приготування бітумовмісних сумішей

Уніфіковані агрегати	Комплект продуктивністю 25 т/год неперервної дії (партерне розташування) Д-508-3
Агрегат живлення	Д-587
Сушильний агрегат	Д-588-А
Паливний бак	Д-595
Змішувальний агрегат	Д-590
Агрегат мінерального порошку	Д-591-2
Обігрівальна бітумна цистерна	Д-594
Автоматизована бітумна установка неперервної дії	Д-506
Нагрівально-перекачувальний агрегат бітумосховища	Д-592
Кабіна управління	Д-597

Згідно виконаних розрахунків в розділі 3 необхідна годинна продуктивність для виготовлення всіх видів а/б сумішей будує мого відрізка покриттів дороги становить 17,5 т/год при річній потребі в них 65835 т.

На підставі вивчення комплектів А/Б змішувальних установок наведених в літературі [3, 4, 5] проектуємо комплекс асфальтобетонозмішувального обладнання продуктивністю 25 т/год.



Таблиця 5.2. Характеристика асфальтобетонозмішувальної установки

Марка	Вид лопатевого змішувача	Тип установки	Спосіб агрегатування	Маса одного замісу, кг	Продуктивність, т/год	Установча потужність, кВт	Питома витрата палива форсунками, кг/т	Система управління операціями
Д-597-А	періодичної дії	стаціонарна	блочний	600-700	25-30	93,0	6-8	автоматизована

6. Проектування складського господарства

В даній РГР для пересувного АБЗ проектуємо штабельні тимчасові склади щебеню та піску.

Місткість складу щебеню та складу піску розраховуються відповідно до річної продуктивності пересувного АБЗ та необхідного запасу заповнювачів, який забезпечує безперебійну роботу заводу.

Виробничий запас заповнювачів, який одночасно зберігається на складі в метрах кубічних визначається за залежністю:

де - річна продуктивність АБЗ в м³.

- середня витрата заповнювачів для асфальтового бетону.

- нормативний запас заповнювачів на розрахункову кількість робочих днів в добах (приймаємо 10 діб).

- коефіцієнт втрат піску, щебеню, гравію (0,2).

- розрахунковий фонд часу роботи АБЗ, діб.

Для щебеню:

Для піску:

На пересувних АБЗ найбільш широко застосовуються склади заповнювачів штабельного типу. При вкладанні в штабель заповнювачів застосовують самохідні розвантажувально-штабелюючі машини та інші пристрої. Такі штабелі складаються з горизонтально розміщених призм і замикаючих напівконусів.

Об'єм штабелю в м³ визначається за залежністю:

l - довжина призмової частини;

ц - кут природного укосу матеріалу (40⁰);

Н - висота штабелю.

Нехай загальні розміри тимчасового майданчика для АБЗ становлять 100*150 м, тоді для щебеню приймаємо розміри 100*100, а для піску 100*45 (5 м між двома штабелями залишаємо для зручності роботи).

Приймаємо висоту штабеля 2 м, довжину 100 м.

Для щебеню:



=104,91 м³

Приймаємо висоту штабеля 2 м, довжину45 м.

Для піску:

=47,21 м³

Ємкість складів заповнювачів щебеню і піску:

Для щебеню: 350,25 м³

Для піску: 783,58 м³

Де - добова витрата матеріалів в м^3/добу.

1,2 - коефіцієнт роз рихлення щебеню і піску.

1,02 - коефіцієнт втрат щебеню і піску при транспортуванні.

Вибираємо склад заповнювачів за типовим вмістом, тобто 3 тис. м³.

7. Охорона праці та довкілля на асфальтоботонному заводі

Охорона праці ? система законодавчих актів і відповідних їм заходів, що гарантують безпеку, зберігання здоров'я і працездатності людини в процесі трудової діяльності.

Асфальтобетонний завод обладнується засобами пожежегасіння:

? водоймами;

? запасними цистернами для води;

? шлангами достатньої довжини для гасіння пожеж;

? насосами для подачі води;

? вогнегасниками і т. п.

Крім того, на територію заводу передбачається запасний в'їзд, до водойм і резервуарів з водою забезпечується вільний проїзд.

Після побудови АБЗ у процесі його роботи за дотриманням вимог по охороні праці стежать майстри цехів, що зобов'язані робити первинний і повторний інструктажі з техніки безпеки, а також повсякденний контроль за її дотриманням, навчати робітників безпечним прийомам праці, забезпечувати робітників спецодягом, спецвзуттям та іншими засобами індивідуального захисту, забезпечувати небезпечні місця написами типу «Прохід заборонений» і т. п., стежити за тим, щоб у цеху була аптечка з медикаментами і засобами для надання першої медичної допомоги потерпілим і т. п. При кількості працюючих менш 150 чол. обов'язки інженера по охороні праці виконує один з інженерно-технічних працівників або головний інженер.

До початку робіт необхідно перевірити справність агрегату чи машини і тільки після цього приступати до роботи. Огляд, очистку і ремонт машин роблять тільки при виключених двигунах. При ремонті будь-якого механізму необхідно цілком його знеструмити, а на пусковому щиті (або в кабіні оператора) установити табличку типу «Не включати. Працюють люди» і т. п.

Виробництво асфальтобетонних сумішей на АБЗ пов'язано з виділенням в атмосферу шкідливих забруднюючих речовин: пилу, окису вуглецю, двоокису азоту, вуглеводнів і т.д. Промисловий пил являє собою дрібні тверді частки, здатні знаходитися тривалий час у повітрі в зваженому стані. При роботі люди повинні по можливості знаходитися з навітряного боку від джерел забруднення. Між заселеною зоною і заводом передбачається санітарно-захисна зона шириною не менше 300 м. Очисні споруди встановлюються тільки на змішувальних установках для уловлювання пилу з сушильного барабана. Пилоочисні системи змішувачів дуже часто не забезпечують відповідного очищення газових викидів (через недостатню герметичність і з інших причин). Тому охорона навколишнього середовища передбачає контроль концентрації шкідливих речовин у повітрі і порівняння їх з гранично припустимими, котрі становлять:

? окис вуглецю ? 5 мг/м³

? двоокис азоту ? 0,08 мг/м³;

? вуглеводні ?1 мг/м³;

? окис марганцю ? 0,01 мг/м³.

Крім того, необхідно цілком виключити потрапляння в навколишнє середовище багатьох канцерогенних речовин, наявних на АБЗ. Такими речовинами є: кам'яновугільна смола, дьогті, бітуми, кам'яновугільний пек, і інші продукти переробки вугілля, нафти, пальних сланців і т. п. Усі пальні мастильні речовини повинні знаходитися в щільно закритих герметичних ємностях.



Література

1. СНиП П-89-80. Генеральные планы промышленных предприятий / Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1981.-32 с.

2. ДБН В.2.3. - 4-2000. Автомобільні дороги. - К.: Держбуд України, 2000. - 115 с.

3. Посібник. «Проектування асфальтобетонних та цементобетонних заводів для потреб дорожнього будівництва. - Київ, 2001 рік, - 218 ст. Укладачі: В.Я. Савенко, О.С. Словінська, В.І. Каськів, В.В. Петрович.

4. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы. Справочник. Колышев В.И. Транспорт», 1982 г.

5. Технологическое оборудование асфальтобетонных заводов. Тимофеев В.А. «Машиностроение», 1981 г.

6. Строительство автомобильных дорог. Справочник. Башка В.А. «Транспорт», 1980 г.

7. СНиП №-2-82 часть 4, глава 2, том 4.

8. СНиП №-5-82 «Правила разработки единицы расценок на строительные работы».

9. Агрокліматичний довідник агронома. В-во «Урожай», Київ -1964.

Размещено на Allbest.ru

...