Внедрение ресурсосберегающих технологий в деятельность ОАО "Вологодавтодор"

На уровне региона разработана «Стратегия социально-экономического развития Вологодской области до 2030 года» 58, в которой одной из перспективных задач для области является стимулирование предприятий к ресурсосбережению, повышению энергоэффективности и экологичности продукции. При этом ожидается увеличение числа используемых передовых производственных технологий.

Основным видом деятельности исследуемого предприятия является строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог и искусственных сооружений на них. Ресурсосбережение по данному виду деятельности подразумевает внедрение современных систем управления расходования материалов, инновационных методов организации производства; освоение эффективных технологий, обеспечивающих долговечность покрытий при рациональном использовании ресурсов; использование современных материалов, позволяющих сократить сроки производства; использование вторичных материальных ресурсов при получении дополнительного экологического результата ликвидации производственных отходов; совершенствование машин и механизмов, способствующих повышению производительности труда рабочих.

Анализ производственно-хозяйственной деятельности ОАО «Вологодавтодор» за 2013-2015 гг. показал, что предприятие приносит прибыль и является рентабельным. Однако, деятельность предприятия характеризуется снижением эффективности использования ресурсов. На основе выявленных резервов предлагается ряд направлений по повышению эффективности производства ОАО «Вологодавтодор» с использованием ресурсосберегающих технологий.

1. Применение технологии устройства дорожного покрытия с антигололедными свойствами.

В осенне-зимний период такие метеорологические явления как рыхлый снег, мокрый снег, снежный накат, гололедица, гололед существенно изменяют взаимодействие автомобиля с дорогой, в частности, они снижают коэффициент сцепления колес с дорожным покрытием. Следовательно, для предотвращения дорожно-транспортных происшествий, увеличения скорости движения автомобилей и соответственно пропускной способности дорог необходимы специальные меры по содержанию дорог в зимний период.

Одним из современных методов борьбы со скользкостью можно считать метод по предотвращению образования ледяной поверхности на дороге при помощи введения реагента в состав дорожного покрытия в период строительства автомобильных дорог. Таким реагентом выступает антигололедный наполнитель «Грикол». Он представляет собой тонкодисперсный порошок, полученный в результате измельчения хлористых солей (90%) и гидрофобизатора на основе кремнийорганических продуктов (10%). Физико-механические свойства добавки «Грикол» приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1

Физико-механические свойства антигололедной добавки «Грикол»

«Грикол» производят, используя сушильный барабан и мельницу непрерывного или циклического действия. Сначала высушивают реагент, добавляют гидрофобизатор. Затем их совместно измельчают, в результате чего полученный порошок приобретает гидрофобные свойства.

«Грикол» используют для приготовления горячих асфальтобетонных смесей при помощи оборудования, которое обеспечивает точность дозирования. Наполнитель добавляют в смесь за счет уменьшения количества минерального порошка на 4,5-5%. «Грикол» подается в смеситель из отдельной емкости, в не нагретом виде, а в процессе «сухого» перемешивания с минеральными компонентами. После чего происходит перемешивание с битумом, расход которого не изменяется из-за добавки. Время и температура приготовления асфальтобетонной смеси также не изменяются. Укладка и уплотнение смеси происходит по традиционной технологии. Таким образом, мы видим, что устройство дорожного покрытия с антигололедными свойствами отличается от устройства традиционного покрытия лишь тем, что в асфальтобетонную смесь добавляют наполнитель «Грикол».

Применение данного наполнителя повышает стоимость асфальтобетонной смеси, так как его цена составляет 26300 руб./т в против цены 3000 руб./т минерального порошка. Однако, дорожное покрытие, в составе которого есть добавка «Грикол», имеет преимущества в процессе эксплуатации. В случае выпадения осадков на нем образуется незамерзающий раствор из-за выхода хлоридов из состава асфальтобетона. Выход хлоридов происходит благодаря пористой структуре покрытия и воздействию транспортных средств. Раствор препятствует образованию скользкости и способствует значительному снижению расходов на антигололедные материалы. Требуемые меры по содержанию автомобильных дорог с антигололедным покрытием в зависимости от погодных условий представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Меры по содержанию автомобильных дорог с антигололедным покрытием

Дорожные покрытия, в составе которых нет добавки «Грикол», в этих же погодных условиях требуют значительных расходов антигололедных материалов для устранения зимней скользкости. Например, норма расхода песка на участках дорог, не относящихся к опасным, составляет 200-700 г/м2 или 0,3-0,4 м3 на 1000 м2. На опасных участках дорог (спусках, перекрестках) норма расхода удваивается. Распределение фрикционного материала повышает коэффициент сцепления, но ненадолго (примерно на 0,5 часа), так как рассыпанный материал сдувается ветром, сносится завихрениями от проезжающих машин. Поэтому для восстановления сцепных свойств требуются частые посыпки, большое количество пескораспределителей.

Устраивать дорожные покрытия с применением добавки «Грикол» рекомендуется на дорогах с интенсивностью движения не менее 100 автомобилей в час на одну полосу движения. Антигололедный эффект сохраняется в течение 5-6 лет. Во время летнего периода концентрация хлорида на дорожном покрытии несущественна (соответствует показателю водопроводной воды).

Таким образом, достоинствами применения технологии устройства покрытия с антигололедными свойствами можно считать: обеспечение безопасности дорожного движения в зимний период за счет нужного коэффициента сцепления колес автомобиля с дорогой; повышение качества работ по содержанию дорог; снижение трудоемкости и материалоемкости процессов содержания дорог в зимнее время.

2. Использование технологии приготовления холодной асфальтобетонной смеси для снижения энергоемкости производства.

Снижение энергоемкости производства асфальтобетонной смеси является весьма актуальной задачей, так как на протяжение всего технологического процесса требуются значительные энергозатраты. Они состоят из затрат на хранение и подготовку битума, внутризаводского перемещения минеральных компонентов смеси, работы сушильного барабана и газопылеуловителей, работы смесителя. При этом конечная величина затрат на энергию зависит от вида приготавливаемой смеси, которые подразделяются на холодные и горячие в зависимости от вязкости битума и температуры при укладке.

Приготовление горячих асфальтобетонных смесей связано с использованием вязкого нефтяного дорожного битума и укладкой с температурой не менее 120 С сразу после приготовления смеси. Вязкий битум при поступлении в смеситель должен быть нагрет до температуры 110-145 С, чтобы обеспечить сцепление с минеральными компонентами. При выходе из смесителя температура асфальтобетонной смеси должна быть 110-155 С.

В настоящее время для производства ряда строительно-ремонтных работ применяют холодную асфальтобетонную смесь. Ее достоинствами является то, что работы могут производиться при более низких температурах (до -5 С), уложенная смесь не требует сильного уплотнения. Также по сравнению с горячей асфальтобетонной смесью, холодная пригодна к хранению на срок до 8 месяцев, в зависимости от использованного в производстве битума. С точки зрения повышения эффективности производства, снижение энергоемкости будет являться ключевым результатом.

Холодные асфальтобетонные смеси отличаются от горячих тем, что в них в качестве вяжущего используется жидкий нефтяной дорожный битум. Он отличается более высокой скоростью формирования структуры и надежным сцеплением с поверхностью минеральных материалов. Жидкий битум можно получить разжижением вязкого битума с помощью жидких нефтепродуктов определенного фракционного состава и поверхностно-активных веществ. В качестве таких разжижителей может быть технический керосин, летнее и зимнее дизельное топливо, арктическое дизельное топливо.

Для приготовления жидкого битума необходимо специальное оборудование отдельный битумный котел, оборудованный парогенератором. Котел заполняют на 0,7 объема вязким битумом (предварительно обезвоженным), битум нагревают до температуры 90-110 С. Затем в него при постоянном перемешивании добавляют холодный разжижитель небольшими порциями и отключают подогрев котла. После этого продолжают перемешивание до получения однородной массы.

Приготовление холодного асфальта происходит в смесительных установках периодического действия. Минеральные компоненты (щебень и песок) высушиваются и нагреваются. После чего добавляется жидкий битум, температура которого при поступлении в смеситель 80 С. Все компоненты перемешиваются. Температура смеси на выходе из смесителя не превышает 120 С. Далее смесь охлаждают и транспортируют на место работ или для хранения.

Таким образом, одним из отличий технологий приготовления горячих и холодных смесей является разная температурная обработка компонентов. При приготовлении холодных смесей температура нагрева компонентов ниже.

Сравним затраты энергии при приготовлении холодной и горячей смеси, используя таблицу 3.3.

Таблица 3.3

Затраты энергии на производство горячей и холодной асфальтобетонной смеси

Исходя из данных таблицы, мы видим, что на приготовление холодной смеси требуется на 0,0027 ГДж энергии меньше за счет снижения затрат энергии на подготовку битума и работу смесителя, что обусловлено более низкой температурой нагрева компонентов.

Использовать для укладки асфальта холодные асфальтобетонные смеси лучше не везде, а преимущественно для ямочного ремонта, для устройства пешеходных дорожек, придворных площадок, на дорогах низких категорий, а также при необходимости срочного или временного устранения выбоин, так как срок службы отремонтированного покрытия с помощью такой смеси на дорогах с интенсивным движением сравнительно небольшой. Укладывают холодную смесь с температурой не менее 5 С.

Таким образом, технология производства холодных асфальтобетонных смесей исключает необходимость поддержания высоких температур компонентов, поэтому она менее энергоемкая. Использование данной технологии производства смеси (для выполнения соответствующих качеству смеси работ) будет способствовать снижению затрат на энергию.

3. Использование в работе сваебойной машины Orteco и установщика барьерных ограждений Orteco «Blade mover».

Неотъемлемой составляющей содержания дорог является установка ограждений, которые выполняют функции разделения движения, перенаправления потоков движения и повышения безопасности на дорогах.

В настоящее время установка ограждений осуществляется бригадой рабочих из 6-7 человек с использованием бортового автомобиля (для доставки ограждений), фронтального погрузчика или экскаватора-погрузчика (для развозки элементов ограждений к месту установки), сваебойного или бурового агрегата для бурения скважин, передвижной компрессорной станции, пневмо- или электроинструмента. Непосредственно перед установкой ограждений должны быть выполнены подготовительные работы, в частности, произведена плановая разбивка мест расположения стоек. На грунтовой дороге необходимо отметить их положение колышками, на асфальтобетонном или цементобетонном покрытии краской. Недостатками данной технологии производства работ является высокая трудоемкость: наличие подготовительной работы, проводимой вручную, необходимый контроль за точностью установки стоек, большая доля ручной работы при навешивании ограждений на установленные стойки.

Современный уровень развития техники позволяет сделать работу по установке ограждений более автоматизированной. Это может быть достигнуто при помощи сваебойной машины Orteco и установщика барьерных ограждений Orteco «Blade mover», производителем которых является итальянская компания «Orteco» Srl». Она на протяжении 40 лет специализируется на выпуске машин для установки дорожных ограждений. Цена сваебойной машины составляет 6500 тыс. руб., установщика ограждений 5000 тыс. руб.

Установщик ограждений и сваебойная машина это раздельное оборудование, работающее независимо друг от друга, но как правило, совместно. Сваебойная машина может работать в полуавтоматическом режиме, ей управляет один человек. Машина обладает системой контроля расстояния между забиваемыми стойками. К мачте молота одним краем крепится рейка, другим краем она свободно катиться на колесах. Рейка представляет собой телескопическую штангу, на которой установлен фотоэлемент. После того как оператор установит две стойки на необходимом расстоянии, он должен зафиксировать это расстояние на рейке. В дальнейшем при движении машины, когда это расстояние будет пройдено, на рейке загорается лампа. Она сигнализирует о том, что нужно забивать следующую стойку. Также сваебойная машина Orteco работает с системой автоматического контроля вертикали мачты, которая позволяет вбивать стойки строго в вертикальном положении без визуального контроля.

Таким образом, использование сваебойной машины Orteco позволяет сократить количество рабочих по забиванию стоек до одного человека, полностью исключить подготовительные работы по планированию мест расположения стоек, а также контролю за их установкой, что обеспечивается за счет высокого уровня автоматизации машины.

Сразу за сваебойной машиной движется установщик (рисунок 3.1), который навешивает на стойки ограждения. Для обеспечения его работы потребуется два рабочих, один из которых оператор, управляющий машиной с помощью пульта дистанционного управления. Второй рабочий монтажник, монтирует ограждения к стойкам, как правило, гаечно-болтовым способом.

Установщик, захватив одну балку, подает ее к ранее забитым стойкам, что исключает необходимость рабочим вручную поднимать ограждения. Двухосный прицеп служит для того, чтобы перевозить до 4,5 т ограждений и подавать их к установочной машине. Прицеп оборудован двумя транспортерами с резиновыми лентами, с помощью которых происходит перемещение ограждений. Прицеп обладает высокой маневренностью, так как все его четыре колеса управляемые. Также на обеих сторонах прицепа имеются рулевые механизмы.

Рисунок 3.1 Установщик барьерных ограждений Orteco «Blade mover»

Достоинствами обеих машин является мощная гидравлическая система, которая позволяет работать длительное время в разную погоду при температуре до -30 С, оборудование значительно сокращает время забивания стойки (оно составит менее минуты), при этом работы могут производиться при толстом слое асфальтобетона или бетонных плит.

Таким образом, использование машин фирмы «Orteco» Srl» позволяет сократить количество рабочих по выполнению установки ограждений с 7 до 3 человек, исключить всю подготовительную работу, контроль за установкой стоек, ручную работу при навешивании барьерных ограждений, что обеспечивает снижение трудоемкости работ и повышение автоматизации.

4. Внедрение ресурсосберегающей технологии ямочного ремонта с применением регенерации асфальта.

Асфальтобетонное покрытие в результате влияния многих факторов (превышения расчетных нагрузок, перепада температуры, нарушения технологии укладки) подвергается деформациям неровностям, трещинам, сколам, выбоинам, ямам. В этом случае покрытие требует ремонта для обеспечения безопасного движения по нему. В связи со своей экономичностью наиболее часто используется ямочный ремонт.

При строительно-ремонтных работах материальные затраты составляют большую долю расходов, поэтому важная задача повышения эффективности производства путем внедрения ресурсосберегающих технологий снижение расходов материальных ресурсов. Это может быть достигнуто путем внедрения технологии ямочного ремонта с применением регенерации старого асфальта, т.е. его переработки для повторного использования.

С 1 июля 2013 года введен ГОСТ Р 55052-2012 ГСА, согласно которому асфальтовая крошка является ценным материалом, пригодным для повторного приготовления новой асфальтобетонной смеси. Ее получают при фрезеровании верхнего слоя ремонтируемого асфальтобетонного покрытия с помощью специальной техники или при дроблении асфальтобетонного лома. Использование старого асфальта в приготовлении новых смесей ведет к снижению расхода первичных материалов: сыпучих и связующего. Так как ямочный ремонт автомобильных дорог является важной составляющей деятельности ОАО «Вологодаводор», рассмотрим данное направление более подробно.

3.2 Внедрение ресурсосберегающей технологии ямочного ремонта с применением регенерации асфальта

Одним из видов деятельности ОАО «Вологодавтодор» является содержание автодорог, под которым понимается совокупность работ по обеспечению сохранности автодорог. К ним относятся работы, связанные с уходом за полосой отвода, дорожным полотном и покрытием, объектами дорожной инфраструктуры и обустройства; работы по зимнему содержанию дорог и озеленению; работы по обеспечению безопасности движения и др.

Важным видом содержания автодорог являются дорожно-ремонтные работы, включающие текущий и капитальный ремонты. Текущий ремонт осуществляется, если дефекты не превышают 2-3% площади дорожного покрытия. Он проводится различными методами, материалами и техническими средствами. При текущем ремонте покрытий автодорог в первую очередь выполняется ямочный ремонт. Он является самым доступным и распространенным ремонтом дорожного покрытия, так как затраты на него намного меньше, чем при капитальном ремонте, что особенно актуально в условиях сокращения финансирования из бюджета области. Данный вид ремонта восстанавливает сплошность, ровность, водонепроницаемость покрытия и, соответственно, безопасность движения по нему.