CAPITOLUL V

SCHEME TEHNOLOGICE PENTRU RECICLAREA ŞI REGENERAREA STRATURILOR ASFALTICE UZATE

În ultima perioadă s-a dezvoltat tehnologia reciclării şi regenerării îmbrăcăminţilor asfaltice degradate în exploatare din

necesitatea reutilizării zestrei drumului existent pentru eficientizarea lucrărilor şi datorită scăderii depozitelor de agregate naturale

de calitate.

Reutilizarea materialului existent presupune aplicare câtorva operaţii tehnologice:

- frezarea şi mărunţirea materialului din îmbrăcămintea asfaltică;

- adaosul de materiale pentru ameliorarea din îmbrăcămintea asfaltică;

- malaxarea şi reaşternerea stratului asfaltic.

Dozarea constituienţilor se face prin încercări de laborator. În figura 5.1 se prezintă schema tehnologică de lucru pentru

reprofilarea straturilor asfaltice, care prezintă denivelări la suprafaţa carosabilă. Această tehnologie se aplică în cazul în care

structura materială a mixturii asflatice este corespunzătoare, însă au apărut deformaţii permanente datorită unor suprasarcini date

de vehicule grele în perioadele călduroase ale anului. Remodelarea suprafeţei carosabile se face în două variante tehnologice şi

anume, remodelare fără trecerea materialului prin malaxor, ceea ce înseamnă termoreprofilare, sau cu trecerea materialului prin

malaxor cu adaos de materiale de aport, ceea ce înseamnă reciclare.

Variantele prezentate şi în figura 5.1 corespunde tehnologiei de lucru în metoda pe loc utilizând combine rutiere de mare

performanţă.

Fig.5.1 - Reprofilarea prin remodelarea - secţiunea transversală înainte şi după reciclare;

b- fluxul de material şi elementele componente ale maşinii în procesul de remodelare

pag.146

Funcţie de starea tehnică a părţii carosabile cu îmbrăcăminte asfaltică, se pot aplica mai multe tehnologii de lucru şi anume:

- termoregenerarea asfaltului prin adaosul de materiale de aport în vederea modificării reţetei;

- termoreprofilarea în cazul îmbrăcăminţilor asfaltice cu denivelări;

- reciclarea asfaltului în metoda pe loc sau în staţii fixe.

5.1 Termoregenerarea asfaltului

În cazul în care se doreşte modificarea caracteristicilor stratului de rulare prin corecţia suprafeţei cu material de regenerare,

se încălzeşte mai întâi îmbrăcămintea rutieră existentă peste care se aplică un strat de uzură de circa 2cm. Ambele materiale

bituminoase trebuie să fie compactate simultan imediat în spatele maşinii. În varianta sa americană, procedeul se foloseşte mai des

la autostrăzile cu îmbrăcăminţi din asfalt, fisurate prin îmbătrânirea bitumului.

5.2 Termoreprofilarea

Permite refacerea benzilor lente destinate treficului greu care se văluresc repede, fără a retuşa ansamblul şoselei, ceea ce

reprezintă un important avantaj economic.

Sub aspect energetic, această soluţie de reabilitare este de circa două ori mai puţin costisitoare decât aplicarea unui covor

asfaltic de 4cm grosime.

Cantitatea de mixtură care se elimină este de cel mult ; dacă trebuie decapată o cantitate mai mare, se

procedează la o frezare prealabilă. Pentru a se obţine o bună legătură cu mixtură de aport, este necesar să se dispună de o cantitate

suficientă de material scarificat şi destul de cald. Adaosul de mixtură nouă este de cel puţin .

În figura 5.2 se prezintă schema constructivă pentru o combină rutieră care realizează operaţia de termoregenerare a

îmbrăcăminţii asflatice uzate în metoda pe loc.

Fig.5.2 - Schema unei combine rutiere de termoregenerare

1 - echipament recepţie material regenerare; 2 - panouri încălzitoare; 3 - vaporizator; 4 - rezervor carburant;5 - rezervor gaz; 6 - echipament scarificare; 7 - şnec repartizator-reprofilare asfalt vechi; 8 - lamă nivelatoare; 9 - şnec repartizator

asfalt nou; 10 - placă vibrantă precompactoare.

pag.147

Nevoia de a compensa defectele atât în sens transversal cât şi longitudinal antrenează variaţii în jurul grosimii medii de

consolidare. În plus, trebuie respectate cotele obligatorii impuse la intersecţii şi de asigurarea înălţimii libere sub poduri.

Dacă se realizează un nou strat de bază, este necesar să se scarifice îmbrăcămintea veche, iar materialul rezultat să se

folosească la reprofilare. Când îmbrăcămintea veche se păstrează înainte de reprofilare se face amorsarea suprafeţei.

Reprofilarea după un profil tangent poate conduce la creşterea consumului de materiale. În schimb, adoptarea unui profil

secant poate conduce la grosimi inferioare limitei critice (fig. 5.3).

Fig. 5.3 - Reprofilarea şi refacerea bombamentului

5.3 Reciclarea asfaltului în metoda pe loc

În cazul în care este nevoie de refacerea structurală a îmbrăcăminţii asfaltice datorită pierderii integrale a caracteristicilor

iniţiale, se aplică tehnologia reciclării. Aceasta presupune refacerea structurii asfaltului la care materialul frezat din vechea

îmbrăcăminte se utilizează parţial funcţie de calităţile reziduale.

pag.148

Combina rutieră pentru reciclarea asfaltului se prezintă în figura 5.4, unde materialul frezat din îmbrăcăminteauzată se

malaxează pe loc cu mixtura asfaltică de aport. Mixtura asfaltică reciclată în acest mod este pusă în lucrare cu un şnec de repartiţie

şi o grindă vibratoare. Maşina poate fi eventual înzestrată cu o pompă dozatoare de bitum permiţând introducerea în malaxor a unei

cantităţi de bitum strict necesară, pentru a compensa caracteristicile bitumului durificat recuperat din şosea.

Fig. 5.4 - Combina de reciclat pe loc

1 - echipament recepţie material aport; 2 - panouri încălzitoare; 3 - vaporizator; 4 - rezervor carburant; 5 - rezervor gaz; 6 - buncăr

stocaj; 7 - echipament scarificare; 8 - şnec repartitor-amestecător asfalt vechi cu asfalt nou; 9 - lamă nivelatoare; 10 - malaxor pe loc

a materialului vechi cu asfalt nou; 11 - şnec repartitor material regenerat; 12 - placă vibrantă precompactoare

În acest mod în loc de două straturi succesive, cum se realizează prin termoprofilare, se obţine un singur strat de rulare de

grosime ceva mai mare.

Posibilităţile reale de a corecta compoziţia asfaltului prin reciclare sunt limitate deoarece orice modificare a agregatelor va

influenţa dozajul necesar de liant şi vice-versa. De exemplu dacă într-un asfalt dat numai bitumul este îmbătrânit, fără să fie dată o

corecţie granulară, nu va fi posibil să se adauge bitum nou în cantitate suficientă fără a se ajunge la un exces de liant şi a se provoca

prin urmare fenomen de exsudaţie.

De aceea execuţia reciclării asfaltului trebuie asistată tehnic în permanenţă de personal de specialitate şi cu încercări de

laborator specifice.

5.4. Reciclarea în staţii fixe de preparare a mixturilor asfaltice

În cazul în care nu se dispune de combine rutiere de mare productivitate, se poate aplica reciclarea în staţii fixe (fig.5.5),

care presupune un timp de execuţie mai îndelungat. Costurile cresc datorită cheltuielilor de transport, ce presupun deplasarea

materialului frezat din cale la staţia fixă de preparare a mixturilor asfaltice, precum şi a materialelor de aport. După operaţia de

reciclare a mixturii asfaltice, aceasta este încărcată din nou în autobasculantă în vederea transportului la locul de repunere în strat.

pag.149

Operaţia în sine presupune studii de laborator pentru fixarea reţetei optime de mixtură asfaltică reciclată. În acest sens se

fac teste specifice pe constituienţi şi pe amestecuri în proporţii diferite de materiale reciclate şi materialele de aport. Se recomandă

efectuarea de teste clasice de identificare a caracteristicilor fizico-mecanice pe epruvete, dar şi prin încercări complexe care pun în

evidenţă viabilitatea noii structuri asfaltice. Complectarea acestora cu studii pe sectoare experimentale sau prin teste rapide pe

modele la scară redusă permit anticiparea duratei de serviciu a stratului reciclat.

pag.150

Fig. 5.5 - Fluxul tehnologic tip de reciclare a materialelor bituminoase recuperate, în staţii centralizateÎn figura 5.6 se poate observa reducerea numărului de operaţii de lucru în cazul folosirii combinelor rutiere în metoda pe loc,

tocmai prin reducerea relaţiilor de transport a materialelor.

pag.151

Fig. 5.6 - Fluxul tehnologic tip de reciclare a materialelor bituminoase recuperate, "in situ"

În figurile ce urmează se prezintă detalii constructive pentru instalaţii de reciclare în staţii fixe de preparare a mixturilor

asfaltice în următoarele variante :

- flux tehnologic pentru instalaţie cu tambur uscător-malaxor cu acţionare continuă care foloseşte până la 50% materiale

reciclate (fig. 5.7);

- flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare continuă, care foloseşte 100% materiale reciclate (fig. 5.8);

- flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare discontinuă, prevăzută cu sisteme de cântărire-dozare continuă, care

foloseşte până la 30% materiale reciclate (fig. 5.9);

pag.152

- flux tehnologic pentru instalaţia cu acţiune discontinuă, cu dozarea materialelor reciclate (fig. 5.7);

- flux tehnologic pentru instalaţia cu acţionare discontinuă care foloseşte până la 40% materiale reciclate (fig. 5.10);

- flux tehnologic pentru instalaţie cu acţionare continuă, care foloseşte până la 40% materiale reciclate (fig. 5.11).

Toate aceste variante de instalaţii pentru reciclarea materialelor asflatice diferă din punct de vedere constructiv al

amplasării principalelor echiapamente din lanţul tehnologic urmate de materialul frezat şi de materialul folosit pentru optimizarea

reţetei.

Fig. 5.7 - Schema fluxului tehnologic pentru instalaţie cu tambur uscător-malaxor cu acţionare continuă care foloseşte până la 50% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - tambur uscător-malaxor;4 - buncăr materiale reciclate; 5 - alimentator materiale reciclate;6- colector praf cu sistem de recuperarea a fânului

Fig. 5.8 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune continuă folosind până la

pag.153

100% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - tambur uscător-malaxor;4 - buncăr materiale reciclate; 5 - alimentator materiale reciclate;

Fig. 5.9 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă prevăzute cu sisteme de cântărire-dozare continuă, folosind până la 40% materiale reciclate

1 - predozator; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - uscător agregate minerale; 4 - tambur arzător pentru materiale reciclate; 5 - buncăr materiale reciclate; 6 - alimentator cu sistem de cântărire a materialelor reciclate;

7 - elevator; 8 - turn malaxare; 9 - sistem de transfer a bitumului;10 - colector praf cu sistem de reciclare a fânului; 11 - elevator filer;

Fig. 5.10 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă cu dozarea materialelor înaintea malaxării, folosind până la 50% materiale reciclate

1 - predozator; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire; 3 - uscător; 4 - elevator; 5 - ciur; 6 - cântar agregate;7 - elevator; 8 - cântar filer; 9 - buncăr materiale reciclate;

10 - bandă transportoare; 11 - tambur arzător; 12 - elevator materiale reciclate; 13 - alimentator malaxor;14 - malaxor; 15 - sistem transfer bitum.

pag.154

Fig. 5.11 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune discontinuă folosind până la 40% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă transportoare cu sistem de cântărire şi grilă de presortare; 3 - uscător cu zonă de alimentare a materialelor reciclate; 4 - elevator; 5 - turn malaxare; 6 - sistem alimentare bitum; 7 - buncăr reciclare;

8 - alimentator reciclate; 9 - colector praf cu sistem reciclare a fânului; 10 - elevator; 11 - sistem de dozare a amestecului.

Fig. 5.12 - Schema fluxului tehnologic a instalaţiei staţionare cu acţiune continuă folosind până la 40% materiale reciclate

1 - predozatoare; 2 - bandă alimentare cu grilă de sortare; 3 - uscător cu zonă de alimentare a materialelor reciclate;4 - bandă alimentare cu sistem de cântărire; 5 - malaxor; 6 - pompă bitum; 7 - buncăr materiale reciclate;

8 - alimentator cu sistem de cântărire a amterialelor reciclate; 9 - colector praf cu sistem reciclare a fânului;10 - sistem de control dozare a amestecului.

În figura 5.13 se prezintă un detaliu pentru un tambur uscător-malaxor, prevăzut cu sistem de uscare contracurent şi cu

trapă pentru accesul materialului frezat.

pag.155

Fig. 5.13 - Tabur uscător tip E.M.C.C. cu sistem de uscare contracurent (pantent internaţional)a - zonă de schimb termic; b - zonă de combustie; c - zonă de malaxare; 1 - bandă alimentare agregate; 2 - tambur uscător malaxor; 3 - sistem de sprijinire; 4 - sistem de rotire (coroană dinţată-pinion); 5 - bandă alimentare - materiale reciclate; 6 - gură alimentare

materiale reciclate; 7 - arzător.

pag.156

5.4 Recilarea la rece

În ultima perioadă se dezvoltă şi se foloseşte din ce în ce mai mult reciclarea la rece a straturilor rutiere degradate. Deşi

sunt mai costisitoare prezintă un mare avantaj şi anume, posibilitatea de a fi aplicată o perioadă mai lungă dintr-un an faţă de

reciclarea la cald, care se recomandă a fi utilizată numai în perioadele călduroase ale anului.

Combina rutieră de reciclare la rece a asfaltului este prezentată în figura 5.14, la care principalele operaţii tehnologice de

lucru sunt:

- recepţia materialului frezat de un echipament antemergător;

- amestecarea materialului frezat cu agregatul de aport din buncărul combinei;

- pulverizare - amestecarea amestecului de agregate - material cu emulsie bituminoasă;

- malaxarea forţată cu suspensie apă-ciment;

- profilare - nivelare cu şnec repartitor;

- compactare cu grindă vibrantă de înaltă compactare.

Reciclarea la rece răspunde şi problemelor legate de protejarea mediului înconjurător prin eliminarea deşeurilor şi reducerea

considerabilă a materialelor noi din cariere şi balstiere.

Fig. 5.14 - Maşină pentru reciclarea la rece

Cu ajutorul procedeului de reciclare la rece în structura drumului sunt realizate straturi de bază coezive sau necoezive.

Ultimul strat recialat la rece este supus la mai multe prelucrări de suprafaţă sau în funcţie de volumul traficului este acoperit cu un

strat de uzură.

Adâncimile de lucru sunt în general între 20 - 30 cm şi depind de structura cerută a drumului. De regulă este reciclat întregul

strat de asfalt până la nivelul stratului de bază.

În cazul limitării nivelului suprafeţei de uzură se impun măsuri speciale pentru menţinerea acestuia după reciclare.

În cazul unor structuri cu mai multe straturi bituminoase poate fi necesară frezarea stratului superior înainte de aplicarea

procesului de reciclare la rece urmând ca materialul recuperat să fie recirculat la fabricarea mixturilor asfaltice în staţii. Dacă este

necesar să se optimizeze structura granulometrică se fac încercări de laborator pe epruvete, pentru identificarea reţetei optime a

mixturii asfaltice reciclate la rece.

pag.157