Что такое ЩПС? Производство и установка для дорожного основания

Что такое ЩПС в дорожном строительстве? Щебёночно-песчаная смесь (ЩПС) — это зернистый материал для дорожных оснований, который получают, дозируя щебень разных фракций по заданному зерновому составу и перемешивая его с контролируемым количеством воды в смесительной установке. В дорожной одежде такой слой располагается между нижним слоем основания и асфальтобетонным покрытием и равномерно передаёт нагрузку от транспорта на нижележащие слои.

В этой статье мы шаг за шагом разберём, что представляет собой ЩПС, приготовленная в установке, как её производят, из какого оборудования состоит установка ЩПС и на что обратить внимание при её выборе.

ЩПС из установки — коротко:

• Расшифровка: щебёночно-песчаная смесь; в Турции такой материал называют PMT — Plentmiks Temel («основание, перемешанное в установке»)
• Состав: дроблёный щебень и песок из отсевов + вода в количестве, соответствующем оптимальной влажности
• Производство: холодное смешивание — без сушки, нагрева и битума
• Место в дорожной одежде: слой основания между нижним слоем основания и асфальтобетонным покрытием

Что такое ЩПС, приготовленная в установке?

Речь идёт о смеси, которую перемешивают не на дороге автогрейдером, а в стационарной или мобильной смесительной установке. Заполнители забираются из бункеров в пропорциях по рецепту, к ним добавляется вода, и смеситель доводит массу до однородного состояния. В результате в каждый самосвал загружается материал одного и того же зернового состава и одинаковой влажности.

При смешении на дороге выдержать гранулометрический состав и количество воды сложно. ЩПС, приготовленная в установке, благодаря контролируемому производству даёт слой, который соответствует проекту, легко уплотняется и обладает высокой несущей способностью. Поэтому её широко применяют на автомобильных дорогах, автомагистралях и в аэропортах.

Место слоя ЩПС в дорожной одежде

Нежёсткая дорожная одежда, как правило, состоит из следующих слоёв (снизу вверх):

1. Земляное полотно: уплотнённый естественный грунт или насыпь.
2. Нижний слой основания (подстилающий слой): зернистый материал более широкого зернового состава.
3. Основание из ЩПС: зернистый слой, приготовленный в установке и распределяющий нагрузку.
4. Нижний слой покрытия (биндерный слой): связующий слой из битумосодержащей смеси, выпускаемой на асфальтобетонном заводе.
5. Верхний слой покрытия (слой износа): асфальтобетон, непосредственно воспринимающий воздействие транспорта.

Толщина слоя ЩПС назначается в зависимости от транспортной нагрузки, несущей способности грунта и проекта. Укладываемые поверх него биндерный слой и слой износа производятся на асфальтобетонном заводе.

Как производят ЩПС?

Производство ЩПС — холодный процесс: заполнитель не сушат и не нагревают. На типичной установке для щебёночно-песчаных смесей работа идёт так:

1. Складирование и загрузка: заполнители разных фракций (например, 0–5, 5–12, 12–25, 25–38 мм) хранятся в отдельных штабелях и загружаются в бункеры фронтальным погрузчиком.
2. Дозирование: ленточный питатель под каждым бункером подаёт материал в пропорции по рецепту — за счёт регулировки скорости ленты.
3. Сбор и подача: отдозированные фракции объединяются на сборном конвейере и по наклонному конвейеру поступают в смеситель.
4. Добавление воды: насос и расходомер подают воду в количестве, необходимом для достижения оптимальной влажности.
5. Перемешивание: двухвальный смеситель непрерывного действия (пагмилл) без остановки перемешивает заполнитель с водой до однородного состояния.
6. Отгрузка: готовая смесь из накопительного бункера загружается в самосвалы и отправляется на объект.
7. Укладка и уплотнение: ЩПС распределяют на объекте и уплотняют катками до проектной плотности.

Из какого оборудования состоит установка ЩПС?

Установку ЩПС можно скомпоновать по-разному в зависимости от производительности и условий площадки, однако основное оборудование на всех объектах схожее.

Бункеры заполнителей и ленточные питатели

Сердце установки — система дозирования. Каждая фракция хранится в отдельной секции бункера; ленточный питатель с мотор-редуктором под ней подаёт материал с регулируемой скоростью. Число секций выбирают по количеству фракций в рецепте. Устройство бункеров и питателей подробно описано на странице бункеры холодных материалов асфальтобетонного завода — та же конструкция бункеров применяется и на установках ЩПС.

Сборный и подающий конвейеры

Сборный конвейер, проходящий под бункерами, передаёт отдозированный материал на наклонный конвейер. Ширину и скорость ленты рассчитывают по часовой производительности установки.

Система дозирования воды

Она включает бак для воды, насос, расходомер и распылительные трубы. Чтобы ЩПС хорошо уплотнялась, количество воды устанавливают по оптимальной влажности, определённой в лаборатории: избыток или недостаток воды напрямую снижает качество уплотнения.

Смеситель (пагмилл)

На установках ЩПС обычно применяют двухвальный смеситель непрерывного действия. Лопатки и футеровочные плиты должны быть из износостойкого материала и легко заменяться. Смеситель асфальтобетонного завода, выпускающего горячую смесь, работает по циклическому (порционному) принципу: задача у обоих смесителей похожая, а режим работы разный.

Накопительный бункер

Смесь из смесителя накапливается в бункере с затвором. Благодаря этому производство не останавливается во время смены самосвалов, а поскольку материал не падает свободно с высоты, расслоение (сегрегация) уменьшается.

Управление и автоматизация

Скорость лент, расход воды и объём выпуска задаются с пульта управления. Система автоматизации с сохранением рецептов, контролем выпуска в реальном времени и отчётностью обеспечивает стабильное производство в соответствии с проектными требованиями. Подробнее — на странице системы автоматизации АБЗ.

Опционально: силос цемента и шнек

Если планируется выпуск укреплённых смесей, например ЩПС, укреплённой цементом, установку можно дополнить силосом цемента, шнековым конвейером и узлом дозирования.

Чем установка ЩПС отличается от асфальтобетонного завода

Многие дорожно-строительные компании держат в одном карьере и установку ЩПС, и асфальтобетонный завод. Хотя часть оборудования, например бункеры заполнителей и конвейеры, у них общая, технологический процесс различается:

Подробно о производстве асфальтобетона рассказывает наша статья «Как работает асфальтобетонный завод?».

На что обратить внимание при выборе установки ЩПС

• Производительность: часовую производительность в т/ч определяют, учитывая суточный план укладки, продолжительность смены и количество самосвалов.
• Число и объём секций бункера: они должны соответствовать количеству фракций в рецепте и циклу работы погрузчика.
• Точность дозирования: двигатели лент с частотным регулированием и точный расходомер воды уменьшают отклонения по зерновому составу и влажности.
• Быстроизнашивающиеся детали: лопатки и футеровка смесителя, барабаны конвейеров должны быть доступны и быстро заменяться. Здесь решающую роль играет поддержка по запасным частям.
• Стационарное или мобильное исполнение: при коротких сроках проекта и частой смене объектов предпочтительна модульная конструкция, которую легко разобрать и перевезти.
• Монтаж и сервис: если проект фундаментов, монтаж, пусконаладку и техническое обслуживание выполняет один поставщик, установка быстрее вводится в эксплуатацию.

От чего зависит качество ЩПС

• Зерновой состав: соотношение фракций должно оставаться в пределах, заданных проектом; гранулометрию материала в штабелях нужно регулярно проверять.
• Влажность: смесь следует выпускать с влажностью, близкой к оптимальной, определённой в лаборатории. В жаркую и ветреную погоду нужно учитывать испарение во время перевозки.
• Расслоение: высоту падения материала следует уменьшать, а смесь загружать в самосвал прямо из накопительного бункера, а не из конусных штабелей.
• Уплотнение: слой укладывают нужной толщины и уплотняют катками до достижения проектной плотности.

Для планирования площадки будут полезны и наши страницы монтаж асфальтобетонного завода и монтаж и демонтаж.

Часто задаваемые вопросы

Установка ЩПС от Alfamix Asfalt

Alfamix Asfalt собственными силами проектирует, изготавливает и монтирует на объекте всё оборудование установки для щебёночно-песчаных смесей (ЩПС) — от бункеров заполнителей и конвейеров до системы дозирования воды, смесителя и автоматизации. 50-летний отраслевой опыт наших основателей позволяет нам спроектировать установку под вашу производительность и условия площадки.

Чтобы подобрать установку ЩПС для вашего проекта, запросите предложение или позвоните нам. Наши установки в работе можно посмотреть на YouTube-канале Alfamix Asfalt.