Термодинамические подходы при оценке качества, эффективности и экологичности асфальтобетона

Опыт передовых стран показывает, что состояние дорожной сети и транспортной инфраструктуры определяет интенсивность экономических связей и является одним из важнейших условий развития экономики государства. Оптимизация состава и технологии производства асфальтобетонной смеси – основы дорог с твердым покрытием имеет большое значение как с экономической, так и с экологической точки зрения. Затраты энергии на создание асфальтобетона включают непосредственные (получение смеси на асфальтобетонных заводах) и косвенные (доставка с завода на место укладки) затраты. На асфальтобетонных заводах удельные затраты энергии на тонну горячей асфальтобетонной смеси изменяются от 0,3 до 0,7 ГДж, т. е. в широком диапазоне. Данная ситуация указывает на наличие значительного энергосберегающего потенциала теплотехнологии производства асфальтобетонной смеси. В статье предложен эксергетический анализ технических систем, эксплуатируемых в процессах производства асфальтобетонной смеси, который позволяет судить об эффективности использования энергии в их тепловых агрегатах. Данный подход целесообразен не только в первичном производстве асфальтобетонной смеси, но и в экологически более чистых, энерго- и ресурсосберегающих производственных процессах, например в работе оборудования при регенерации дорожных асфальтобетонных покрытий.

.

1. List of Countries by Length of Road Network. Available at: https://clck.ru/9q6ij (accessed 4 February 2022) (in Russian).

2. On the State Program “Roads of Belarus” for 2021–2025. Resolution of the Council of Ministers of the Republic of Belarus of April 9, 2021 No 212. National Legal Internet Portal of the Republic of Belarus. Available at: https://pravo.by/document/?guid=3871&p0=C22100212&ysclid=la2jzkvw6k357408400 (accessed 14 March 2022) (in Russian).

3. Khalturin R. A. (2011) Status and Experience of Road Network Construction in Russia and Abroad. Ekonomika i Upravlenie = Economics and Management, (1), 223–226 (in Russian).

4. Saenko S. S. (2016) Analysis of Energy Costs for Preparation of Bitumen at Asphalt Concrete Olant of Low Productivity. Izvestiya Vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost = Proceedings of Universities. Investment. Construction. Real Estate, (3), 93–101 (in Russian). https://doi.org/10.21285/2227-2917-2016-3-93-101.

5. Liu Tingguo, Zankavich V. N., Aliakseyeu Yu. G., Khroustalev B. M. (2019) Recycling of Materials for Pavement Dressing: Analytical Review. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 18 (2), 104–112. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-2-104-112.

6. STB [Standards of the Republic of Belarus] 1033–2002. Asphalt Concrete Mixes for Road, Airfield and Asphalt Concrete. Technical Specifications. Minsk, Ministry of Architecture and Construction of the Republic of Belarus, 2002. 30 (in Russian).

7. Romanyuk V. N. (2009) Intensive Energy Saving in Industrial Heat Technologies. Minsk, Belarusian National Technical University. 380 (in Russian).

8. Wunder M., Hiete M., Stengel J., Schultmann F., Simmleit N. (2012) Potential Supply Chain Cost Savings From Innovative Cold Bitumen Handling. International Journal of Logistics Research and Applications, 15 (5), 337–350. https://doi.org/10.1080/13675567.2012.742044.

9. Braziunas J., Sivilevicius H. (2014) Heat Transfer and Energy Loss in Bitumen Batching System of Asphalt Mixing Plant. The 9th International Conference “Environmental Engineering”, 22–23 May 2014. Vilnius. https://doi.org/10.3846/enviro.2014.146.

10. Simons A., Otoo H. (2014) Minimization of Heat Transfer Losses at the Shell Bitumen Plant, Takoradi, Ghana. International Journal of Scientific Research and Innovative Technology, 1 (5), 93–102.

11. Stepanov V. S. (1985) Chemical Energy and Exergy of Substances. Novosibirsk, Nauka Publ. 100 (in Russian).

12. Brodyansky V. M., Fratsher V., Mikhalek K. (1998) The Exergy Method and its Applications. Moscow, Energoatomizdat Publ. 288 (in Russian).

13. Khroustalev B. M., Romaniuk V. N. (2009) Determination of the Required Energy Action at Formation of Asphalt Concrete Mixture. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, (4), 42–48 (in Russian).

14. Zavyalov M. A. (2008) Formation and Assessment of the Road Surface Based on Thermodynamic Theory (From Design to Renovation). Omsk. 42 (in Russian).

15. Kovalev Ya. N. (2002) On the Choice of a Strategy for the Repair of Road Asphalt Concrete Pavements: Theoretical Aspect. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, (2), 2223 (in Russian).

16. Khroustalev B. M., Liu T., Akeliev V. D., Aliakseyeu Yu. H., Shi J., Zankovich V. V. (2018) Specific Features of Heat- and Mass Transfer Processes in Road Dressings. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 61 (6), 517–526. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-517-526.

17. Kovalev Ya. N. (2007) Physical and Chemical Foundations of Building Materials Technology. Minsk, Belarusian National Technical University. 265 (in Russian).

18. Rebinder P. A., Shalyt S. Ya., Mikhailov N. V. (1957) Influence of Active Filler and Solvent on the Structural and Mechanical Properties of Bitumen. Kolloidnyi Zhurnal = Colloid Journal, XIX (2), 244–248.

19. Korolev I. V. (1986) Ways to Save Bitumen in Road Construction. Moscow, Transport Publ. 149 (in Russian).

20. Khroustalev B. M., Liu T., Aliakseyeu Yu. H., Li Z., Akeliev V. D., Minchenya V. T. (2022) Thermodynamic Aspects of Pavement Engineering. Nauka i Tekhnika = Science & Technique, 21 (1), 28–35. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-1-28-35.

21. Lupanov A. P. (2012) Processing of Asphalt Concrete at the Asphalt Plant. Moscow, Ekon-Inform Publ. 210 (in Russian).

22. Khroustalev B. M., Liu T., Akeliev V. D., Li Z., Aliakseyeu Yu. H., Zankаvich V. V. (2019) Heat Resistance and Heat-and-Mass Transfer in Road Pavements. Energetika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 62 (6), 536–546. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-6-536-546.