A WIRTGEN GROUP COMPANY

TECHNOLOGIES AND PROCESSESAsphalt plant

TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUSCentrale d’enrobage

www.ciber.com.br ciberoficial

2

3ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

An asphalt plant cannot be viewed as a simple piece

of equipment in the paving process. It is much more than

that. It is a factory, an industrial unit.

Asphalt plants have evolved quite significantly in the

last decade. They are equipment that are fully automa-

ted, of high precision, and practically do not pollute the

environment. There is a need to study their technical at-

tributes in greater depth due to the major technological

breakthroughs in recent years.

All the variables that affect the production must be well

understood as well as the quality of the asphalt mixture.

The inputs for producing asphalt concrete come from na-

ture and have characteristics related to their origin, wea-

thering, and other phenomena that result in a multitude

of materials with unique characteristics. The plant must

recognize and compile all the variables of these inputs

and produce asphalt mixtures with known characteristics

and suitable for use.

It is essential to be aware of all the prerequisites nee-

ded to install the plant, beginning with preparing the site

all the way to the final calibration process. It is important

to get to know the equipment and its configurable op-

tions in order to meet the continually growing number of

specific needs.

The purpose of this book is to share the technical

knowledge about asphalt plants and their applications

in order to contribute toward continuously improving the

paving processes.

Une centrale d’enrobage ne peut pas être considérée comme

un simple équipement dans le processus de revêtement. C’est

beaucoup plus que. C’est une usine, une unité industrielle.

Ces dix dernières années, les centrales ont beaucoup

évolué. Ce sont des équipements totalement automatisés,

extrêmement précis et qui ne polluent pratiquement pas

l’environnement. En raison des progrès technologiques, il faut

étudier plus profondément leurs attributs techniques.

Toutes les variables affectant la production et la qualité des

enrobés doivent être connues. Les intrants de la production

d’enrobés proviennent de la nature, et leurs caractéristiques

sont liées à leur origine, aux intempéries et à d’autres phénomè-

nes qui ont produit une infinité de matériaux aux caractéristiques

uniques. Une centrale doit comprendre et compiler toutes les

variables de ces intrants pour produire des enrobés ayant des

caractéristiques connues et appropriées à l’usage prévu.

Il est fondamental d’être informé de toutes les conditions

préalables nécessaires pour pouvoir installer la centrale, de-

puis la préparation du terrain jusqu’au processus d’étalonnage

final. Il est important de connaître les équipements et leurs

options configurables, pour répondre à un nombre de plus en

plus élevé de besoins spécifiques.

L’objectif de ce livre est de disséminer la connaissance techni-

que sur les centrales d’enrobage et leurs applications, pour contri-

buer à l’amélioration continue des processus de revêtement.

Introduction

Introduction

JULIANO GEWEHR, Engineer | Ingénieur

MARCELO ZUBARAN, Engineer | Ingénieur

4

1. Asphalt Plant1.1. Introduction - Pavement Structure1.2. Plant for the production of asphalt mixtures

2. Material dosing system2.1. Basic characteristics of the aggregates2.2. Granule size curve2.3. Aggregate feed bins2.4. Types of feed bins2.4.1. Feed bins in line2.4.2. Split bins2.4.3. Mixed bins2.4.4. Level sensor2.4.5. Vibrators

2.5. Belts2.5.1. Feeder belts2.5.2. Conveyor belt

2.6. Dosing system of the aggregates by volume2.7. Dosing system by dynamic weighing2.8. Dosing system of the aggregates by static weighing2.9. Impact of moisture on the dosage of the aggregates and the bitumen2.10. Entering data into the plant - formula2.11. Module for cold mixing2.12. Filter Dosing System2.13. Bitumen dosing system2.13.1. Basic characteristics of the bitumen2.13.2. Storage and heating tanks2.13.2.1. Storage of bitumen2.13.2.2. Storage and heating of the bitumen2.13.2.3. Fuel used in the tank2.13.2.4. Heating of thermal oil2.13.3. Controlling the temperature of the bitumen2.13.4. Transportation of the bitumen to the plant

2.13.5.1. Modifying additives

2.13.6. Additives for WMA (Warm Mix Asphalt)2.13.6.1. Chemical additives2.13.6.2. Organic additives2.13.7. Foamed bitumen

2.14. Fibers dosing system

3. Aggregates drying system3.1. Fundamentals for drying the aggregates3.2. Aggregate dryer3.3. Types of dryers3.3.1. Drum-Mixer dryer

3.4. Burner3.5. Types of fuel3.6. Fuel temperature regulator3.7. Combustion process3.8. Flame control3.9. Combustion chamber3.10. Aging of bitumen3.11. Moisture of aggregates vs. production

1. Centrale d’enrobage1.1. Introduction : structure des revêtements1.2. Centrale pour la production d’enrobés

2. Système de dosage des matériaux2.1. Caractéristiques primaires des granulats2.2. Courbe granulométrique2.3. Trémies de dosage de granulats2.4. Types de trémies de dosage2.4.1. Trémies en ligne2.4.2. Trémies biparties2.4.3. Trémies mixtes2.4.4. Capteur de niveau2.4.5. Vibreurs

2.5. Bandes2.5.1. Bandes de dosage2.5.2. Bande de transport

2.6. Système de dosage des granulats par volume2.7. Système de dosage par pesage dynamique2.8. Système de dosage des granulats par pesage statique2.9. Impact de l’humidité dans le dosage des granulats et liant bitumineux2.10. Saisie de données sur la centrale formule2.11. Module pour enrobé à froid

2.13. Dosage de liant bitumineux2.13.1. Caractéristiques primaires du liant bitumineux2.13.2. Réservoirs pour stockage et chauffage2.13.2.1. Stockage du liant bitumineux2.13.2.2. Stockage et chauffage de liant bitumineux2.13.2.3. Combustible utilisé pour le réservoir

2.13.3. Contrôle de température du liant bitumineux2.13.4. Transport du liant bitumineux vers la centrale

2.13.6. Additifs pour enrobés tièdes (W.M.A. - Warm Mix Asphalt)2.13.6.1. Additifs chimiques2.13.6.2. Additifs organiques2.13.7. Mousse de bitume

2.15. Contrôle du débit des matériaux : granulats et liant bitumineux

3. Système de séchage des granulats3.1. Fondement du séchage des granulats3.2. Sécheur de granulats3.3. Types de sécheurs3.3.1. Sécheur-malaxeur3.3.1.1. Tambour Sécheur malaxeur à courants parallèles3.3.1.2. Tambour Sécheur malaxeur à contre-courant3.3.2. Sécheur dédié à contre-courant

3.4. Brûleur3.5. Combustibles utilisés3.6. Correcteur de température du combustible3.7. Processus de combustion

3.9. Chambre de combustion3.10. Vieillissement du liant bitumineux 3.11. Humidité des granulats x production

Table of contentsSommaire

5ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

4.2. Bag house4.2.1. Flat bags4.2.2. Pleated Bags

4.3. Air Compressor4.4. Gas temperature control systems4.4.1. Cold air damper4.4.2. Emergency valve

4.5. Static separator of particles

5. Mixers5.1. Internal mixing (Drum-mixer)

5.2. External mixing in a pug-mill 5.2.1. Pug-mill in continuous plants5.2.2. Pug-mill in batch plants

6. Asphalt mix transportation and storage system6.1. Slat conveyor6.2. Storage silo6.2.1. Small silo6.2.2. Large silo

7. Control system, automation and operation7.1. Programmable Logic Controller (PLC)7.2. Control cabin7.3. Control of mixing during production7.4. Production reports7.5. Remote monitoring system

8. Power supply8.1. Supply of electricity8.2. Supervision devices8.2.1. Measurement Center8.2.2. Voltage monitor8.2.3. Capacitor bank8.2.4. Transient suppressor8.2.5. Grounding system

8.3. Electric power switch panel

9.1. Introduction9.2. Milled or recycled material - characteristics9.2.1. Characteristics of the RAP aggregates9.2.2. Characteristics of the Bitumen from the RAP9.2.2.1. Choice of virgin binder

9.3. Systems for low recycling rate9.4. Systems for high recycling rate9.4.1. Grinding9.4.2. Screening9.4.3. Dosing of RAP9.4.4. Drying of RAP9.4.5. Gas exhaust system9.4.6. Mixing of RAP with virgin materials

4.1. Filtre à voie humide4.2. Filtre à manches4.2.1. Manches plates4.2.2. Manches plissées

4.3. Compresseur d’air

4.4.1. Damper d’air froid4.4.2. Soupape de sécurité

4.5. Séparateur statique de particules

5. Malaxeurs5.1. Malaxage interne (T.S.M - Tambour sécheur malaxeur)5.1.1. Tambour sécheur malaxeur à courants parallèles5.1.2. Tambour sécheur malaxeur à contre-courant

5.2. Malaxage externe 5.2.1. Pug-mill sur centrales continues5.2.2. Pug-mill sur centrales discontinues (par gravité)

6. Système de transport et stockage d’enrobé6.1. Convoyeur à raclettes6.2. Trémie de stockage6.2.1. Petite trémie 6.2.2. Grande trémie

7. Système de commande, automation et fonctionnement7.1. Automate programmable industriel (A.P.I.)7.2. Cabine de commande7.3. Contrôle de l’enrobé pendant l’usinage7.4. Rapports de production7.5. Système d’accompagnement quotidien à distance

8. Approvisionnement en électricité8.1. Approvisionnement en électricité8.2. Dispositifs de supervision8.2.1. Centrale de mesures8.2.2. Superviseur de tension8.2.3. Batterie de condensateurs8.2.4. Limiteur de surtension8.2.5. Système de mise à la terre

8.3. Armoire électrique

9. Recyclage à chaud dans la centrale9.1. Introduction9.2. Matériau fraisé ou recyclé : caractéristiques9.2.1. Caractéristiques des enrobés recyclés9.2.2. Caractéristiques du liant bitumineux pour enrobés recyclés9.2.2.1. Choix du liant vierge

9.3. Systèmes pour pourcentages bas de recyclage9.4. Systèmes pour pourcentages de recyclage élevés9.4.1. Décroutage 9.4.2. Criblage9.4.3. Dosage des enrobés recyclés9.4.4. Séchage des enrobés recyclés

9.4.6. Malaxage des enrobés recyclés avec des matériaux vierges

ASPHALT PLANTCENTRALE D’ENROBAGE

8

1. AS

PH

ALT

PLA

NT

| CE

NT

RA

LE D

’EN

RO

BA

GE

ASPHALTPLANT

CENTRALE D’ENROBAGE

Pavement is a structure with several layers of certain thi-

cknesses built on the existing compacted soil. There are two

traditional classifications for the type of road pavement: rigid

and flexible.

The first refers to the pavements that absorb virtually all the

load from the traffic and are made with a concrete and steel

structure. The second refers to pavements that absorb part of

the loads and distribute them to lower layers and are formed

by mixtures of aggregates and bitumen. This latter technology

accounts for over 95% of Brazilian highways.

A road project is developed depending on various factors

such as the expected traffic volume and its rate of increase, the

pavement’s useful life, availability and characteristics of local

inputs and their costs, among other considerations. The layers

of an asphalt pavement are in general as follows:

Le revêtement est une structure composée par diverses couches

aux épaisseurs déterminées, mise en œuvre sur un sol préalablement

compacté. Le type de revêtement routier est divisé en deux

classifications traditionnelles : rigide et flexible.

Le premier fait référence aux revêtements qui absorberaient

pratiquement toutes les charges provenant du trafic, formés par une

structure en béton et en acier. Le second fait référence à ceux qui

n’absorbent qu’une partie des charges et les distribuent vers les

couches inférieures formées de mélanges de granulats et de liant

bitumineux. Cette dernière technologie correspond à plus de 95% des

routes au Brésil (Pavimentação Asfáltica, 2008).

Un projet routier est élaboré en fonction de divers facteurs, comme

le volume de trafic prévu et son taux d’augmentation, la durée de vie

du revêtement, la disponibilité et les caractéristiques des intrants et les

coûts locaux, entre autres. Les couches d’un revêtement bitumineux

sont normalement les suivantes :

1.1. Pavement Structure

Structure des Revêtements

Binder layer

Base

9

1. A

SP

HA

LT P

LAN

T |

CE

NT

RA

LE D

’EN

RO

BA

GE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

1) Subgrade: this is the natural soil of the region. If its car-

rying capacity or elastic module is not sufficient, the soil should

be compacted or strengthened by adding binding agents such

as lime or cement through a stabilization process. In extreme

cases where its level of support is very low, the soil can even

be replaced.

2) Sub-base/base: this layer is positioned between the

subgrade and paved layers. It is mostly composed of mine-

ral aggregates, which may include soils, materials chemically

stabilized with cement, and even recycled material. Its main

functions are to have little deformation under the effect of lo-

ads, good elasticity, be a homogeneous regularized structure,

and serve as a base for the asphalt layers on top of it. It can

be subdivided into sub-base depending on the technical re-

quirements, the availability of inputs, and the conditions of the

existing soil.

3) Binder Layer: this is the first layer that includes an as-

phalt mixture composed of mineral aggregates and bitumen,

making the transition between the base layers and surface

layer. Its function is to absorb the loads coming from the as-

phalt pavement indirectly caused by traffic and distribute them

to the structural layers. This layer can have more open, more

porous grades of material than the final layer with a greater pre-

sence of larger aggregates and a smaller amount of bitumen. It

also serves to correct any irregularities occurring at the base.

4) Surface layer: this is the layer that has contact with

traffic and is composed of asphalt mixture with usually more

dense grades and low volume of empty spaces with a greater

presence of fine aggregates in the mixture. It presents a vis-

cous and elastic property depending on temperature. Its main

functions are to receive traffic loads and pass them on to the

lower layers, be waterproof, durable, and resistant. The bitumi-

nous surface layer should also be resistant against horizontal

forces (acceleration and deceleration), provide comfort to the

users and safety when in contact with vehicle tires.

1) Sol support: c’est le sol naturel de la région. Si sa capacité

de soutien ou son module élastique ne sont pas suffisants, il doit être

compacté ou renforcé par l’ajout d’agents liants comme de la chaux

ou du ciment en un processus de stabilisation. Dans des cas extrêmes

de soutien extrêmement faible, le sol peut même être remplacé.

2) Assise: elle est située entre le sol support et les couches

revêtues. Composée principalement de granulats minéraux, elle peut

également contenir des sols, des matériaux stabilisés chimiquement,

avec des liants et même des matériaux recyclés. Entre autres fonctions,

elle doit éviter la déformation sous l’effet des charges, donner une

bonne élasticité, constituer une structure homogène, régularisée et

servir de base pour les couches bitumineuses supérieures. Elle peut

avoir un soubassement, selon les exigences techniques, la disponibilité

d’intrants et les conditions du sol existant.

3) Couche de liaison ou « binder » : c’est la première couche

composée d’enrobé (granulats minéraux et liant bitumineux) qui sert de

transition entre l’assise et La couche de roulement. Elle sert à absorber

les charges induites par la circulation et à les distribuer vers les couches

de structure. Le couche de liaison peut avoir une granulométrie plus

ouverte et être plus poreuse que la couche de roulement, avec plus de

granulats plus gros et moins de liant bitumineux. Elle sert également à

corriger de possibles irrégularités de la base.

4) Couche de roulement : couche composée d’enrobé à la

granulométrie normalement dense et avec peu de vides, et une

plus grande présence de granulats fins dans la formule, qui reçoit

la circulation. Elle présente une propriété visqueuse et élastique

dépendant de la température. Ses principales attributions sont

de recevoir les charges de la circulation et les retransmettre aux

couches inférieures et d’être imperméable, durable et résistante.

Elle doit également présenter une résistance aux efforts horizontaux

(accélération et décélération), procurer du confort aux usagers et de la

sécurité au contact avec les pneus des véhicules.

10

1. AS

PH

ALT

PLA

NT

| CE

NT

RA

LE D

’EN

RO

BA

GE

1.2. Plant for the production of asphalt mixtures

Centrale pour la production d’enrobés

The asphalt plant is the equipment used to produce asphalt

mixtures. The process is carried out hot because this is the

way that the aggregates and bitumen can be combined into

a viscous mixture that allows adhesion of materials, easy to

transport, easy spreading using a paver that does the pre-

compacting and leveling, and subsequent compaction on the

road using rollers.

The main tasks of the plant are to dose the stone and

bituminous materials, dry and heat the aggregates, filter the

gases from the drying system, mix the materials and transport

them to a storage silo or directly to a truck.

The process begins when the plant receives the virgin

aggregates from the quarries. After the proper dosage and

drying of these materials, they are then mixed with the bitumen.

The material produced is unloaded into a truck and transported

to the location where the paving is being done.

La centrale est l’équipement destiné à produire des enrobés

bitumineux. Ce processus est réalisé à chaud pour que granulats

et liant bitumineux puissent être combinés en un mélange visqueux

permettant une meilleure adhésivité des matériaux, un transport

facile, une mise en œuvre aisée au vibro-finisseur (qui se charge du

pré-compactage et du nivellement) et du compactage postérieur de la

couche par les rouleaux compresseurs.

Les principales attributions de la centrale sont de doser les matériaux

pierreux et le liant bitumineux, sécher et chauffer les granulats, filtrer

les gaz provenant du système de séchage, mélanger les matériaux et

les transporter vers une trémie de stockage ou directement dans un

camion.

Le processus commence quand la centrale reçoit les granulats

vierges provenant de carrières. Après le dosage et le séchage corrects

ces matériaux sont mélangés au liant bitumineux. L’enrobé produit est

déchargé dans un camion et transporté jusqu’au local à revêtir.

IMAGEM

Mobile crusherSize reduction and

separation of aggregates

Cold mix plantDosage of the materialused for base layers

Subgrade compactionSub-base application Sub-base compaction Asphalt paving Asphalt paving compaction

Hot mix plantAsphalt mixture used for the surface layer

Equipment used

Équipements utilisés dans le

11

1.A

SP

HA

LT P

LAN

T |

CE

NT

RA

LE D

’EN

RO

BA

GE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

séparation granulométrique des granulats

MATERIALDOSINGSYSTEMSYSTÈME DE DOSAGEDES MATÉRIAUX

14

2. MA

TE

RIA

L DO

SIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

DO

SA

GE

DE

S M

AT

ÉR

IAU

X

MATERIALDOSINGSYSTEMSYSTÈME DE DOSAGEDES MATÉRIAUX

The materials that make up the asphalt concrete (aggre-

gates, bitumen, and additives) must be precisely dosed in the

plant in order to reach a specific formula as defined in the la-

boratory in accordance with the characteristics of the materials

and pavement to be made. The asphalt plants are designed

with feed bins of aggregates and a pump for the bitumen.

The correct ratio for these aggregates and the bitumen is

vital for the quality of the final product. Dosing errors imply in a

distortion of all the volumetric and mechanical properties plan-

ned for a certain kind of pavement.

Les matériaux composant l’enrobé (granulats, liant bitumineux

et additifs) doivent être rigoureusement dosés dans la centrale

selon une formule spécifique établie en laboratoire en fonction des

caractéristiques des matériaux et du revêtement désiré. Les centrales

sont équipées de trémies de dosage de granulats et d’une pompe à

liant bitumineux.

La proportion correcte entre granulats et entre ces derniers et le

liant bitumineux est vitale pour la qualité du produit final. Toute erreur de

dosage implique une décaractérisation des propriétés volumétriques

et mécaniques prévues pour un revêtement donné.

Aggregate 3Aggregate 2

Aggregate 1Wet

aggregateDried and heated

aggregate

Bitumen

external mixer

15

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.1. Basic characteristics of the aggregates

Caractéristiques primaires des granulats

Aggregate is a generic term for sand, gravel, and mineral

rocks in their natural state or processed in crushing units. An

asphalt mixture consists of approximately 95% of aggregates.

Its nature and the crushing process exert a considerable in-

fluence on the quality of the asphalt mixture.

On the one hand, the intrinsic characteristics of the rock

because of its geological formation, the minerals that make it

up, and weathering result in a unique physical and chemical

behavior for each rock mass, causing impacts on the entire

production cycle. Aggregates that are not very abrasive and

durable, as measured by the Los Angeles tests, and sanity,

respectively, can cause changes in the shape and granule size

during the stages of production, compacting, and service life

of the asphalt mixtures. Another important aspect related to

the nature of the rock is its adhesiveness with the bitumen du-

ring the mixture in the plant. Acid or electronegative aggregates

(highly siliceous) are hydrophilic (granites, gneisses, quartzites,

etc.) and therefore more susceptible to the action of water than

basic aggregates or electropositive ones (basalt, diabase, li-

mestone, etc.). Loss of adhesion can also occur if the aggre-

gate is contaminated with dust on its surface. The chemical

composition, mineralogical structure, and physical characteris-

tics of the aggregate (surface texture, shape, and porosity) also

have an important influence on its adhesive behavior.

The crushing process also defines the shape of the aggre-

gates (cubic or lamellar) and the amount of dust produced.

Impact crushers generally produce aggregates that are more

cubic and with a greater amount of dust.

Granulats est un terme générique pour des sables, gravillons et

roches minérales dans leur état naturel ou traités dans des unités de

concassage (Pavimentação Asfáltica, 2008). Un enrobé est constitué

d’environ 95% de granulats. Leur nature et le processus de concassage

exercent une influence considérable sur la qualité du produit final.

D’un côté, les caractéristiques intrinsèques de la roche, dues

à sa formation géologique, aux minéraux qui la composent et aux

intempéries, font que chaque massif rocheux ait un comportement

physique et chimique unique, ce qui a des impacts sur tout le cycle

productif. Des granulats peu abrasifs et peu durables, mesurés par

les essais Los Angeles et le test de résistance à la dégradation,

respectivement, peuvent provoquer une modification de la forme et

de la granulométrie, pendant les stages d’usinage et de compactage,

et de la vie utile des enrobés. Un autre aspect important lié à la nature

de la pierre est son adhésivité avec le liant bitumineux pendant le

malaxage dans la centrale. Les granulats acides ou électronégatifs

(riches en silice) sont hydrophiles (granitos, gneiss, quartzites, etc.) et

donc plus susceptibles à l’action de l’eau que les granulats primaires

ou électropositifs (basaltes, diabases, calcaire, etc.) (Shell bitumen

handbook, 1990). Il peut y avoir perte d’adhésion si la surface des

granulats est contaminée par de la poussière. La composition

chimique, la structure minéralogique et les caractéristiques physiques

des granulats (texture superficielle, forme et porosité) ont une forte

influence sur l’adhésivité.

Le processus de concassage définit également la forme des

granulats (cubique ou laminaires) et la quantité des fines produites.

Les concasseurs à percussion produisent généralement des granulats

plus cubiques et plus de fines.

16

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.2. Granule size curve

Courbe granulométrique

It represents the distribution of the size of the aggregates

that make up a certain asphalt mixture. It is expressed gra-

phically indicating the percentage of materials passing through

screens with dimensions defined by the standard.

In general, there are different grades of stone materials. The

main granule size curves, in order of increasing volume of void

spaces, are as follows:

distribution of the aggregates so that fine, intermediate, and lar-

ge aggregates are present in similar proportions. This way the

fine and smaller aggregates fill the empty spaces between the

larger aggregates, resulting in a mixture with a low void ratio.

One example of this is the hot mix asphalt (HMA). It is the most

widely used in surface layers.

similar to the dense grade, but without enough fine material

(smaller than 0.075 mm), resulting in a higher volume of void

spaces. One example of this is the binder layer.

granule size distribution with a low percentage of intermediate

size aggregates, a lot of large and fine aggregates, resulting in

more void spaces. An example of this is the Stone Matrix As-

phalt (SMA) mixture.

in a very high volume of void spaces. An example of this is the

porous friction course (PFC).

Brazilian specification uses a logarithmic scale to express

the size of the aggregates (x axis of the graph). The American

Superpave specification, on the other hand, uses the aggrega-

te size with an exponent of 0.45 to determine the scale on the

x axis. With this it is possible to trace a maximum density curve

to guide the construction of granule size curves.

The plant’s dosing system must ensure the correct granule

size distribution and the bitumen ratio for the project, tolerating

Elle représente la distribution ou la taille des granulats constituant

un enrobé donné. Elle est exprimée graphiquement par le pourcentage

de matériaux qui passent par des cribles aux dimensions définies par

norme.

En général, il existe différentes granulométries des matériaux

pierreux. Les principales courbes granulométriques, par ordre croissant

de volume de vides, sont :

présentant des granulats fins, intermédiaires et plus gros en proportions

semblables. Ainsi, les fines et granulats plus petits remplissent les vides

entre les granulats plus gros pour obtenir un mélange avec peu de

vides. Elle sert, par exemple, pour les l’enrobés bitumineux à chaud, les

plus utilisés pour les couches de roulement.

granulométrie dense, mais avec une insuffisance de matériaux fins

(inférieurs à 0,075 mm), provoquant plus de vides. Elle sert, par exemple,

pour la couche de liaison (binder).

avec peu granulats de taille intermédiaire et une grande quantité de

granulats plus gros et de fines produisant plus de vides. Elle est utilisée,

par exemple, pour les enrobés S.M.A. (Stone Matrix Asphalt).

semblables, produisant beaucoup de vides. Elle sert, par exemple,

pour les revêtements poreux.

La norme brésilienne utilise une échelle logarithmique pour exprimer

la taille des granulats (axe x du graphique). Pour sa part, la norme

américaine Superpave utilise la taille des granulats à l’exposant 0,45

pour déterminer l’échelle de l’axe x. Il est ainsi possible de tracer une

courbe de densité maximum, orientant l’élaboration des courbes

granulométriques.

Le système de dosage de la centrale doit garantir la distribution

granulométrique correcte et la teneur de liant bitumineux du projet et

ne tolérer que des variations minimum. La figure 1 donne un exemple

de courbe granulométrique d’enrobé. La ligne continue correspond à la

17

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

minimal variations. Figure 1 exemplifies a granule size curve

developed for a specific asphalt concrete. The solid line cor-

responds to the granule size distribution of the target project,

the dashed lines illustrate the working range of this project, and

the dotted lines the domain range of a particular Brazilian spe-

cification.

distribution granulométrique du projet visé ; la ligne discontinue illustre

la plage de fonctionnement de ce projet ; et les pointillés la plage d’une

norme brésilienne donnée.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3/4"1/2"3/8"#4#10#40#80#200

Mat

eria

l pas

sing

(%)

Granulometric (mm)

CENTRO PROJ INF C DNIT SUP C DNIT INF PROJ SUP PROJ

18

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.3. Aggregate feed bins

Trémies de dosage de granulats

These are metal bins in the shape of an inverted pyramid to

receive the aggregates that flow by gravity and are transferred

to the dosing belts. The size of the opening at the top is

according to the width of the most used loaders in order to

avoid contamination of materials between bins. It must have a

volume that is adequate for its production. There is a flow gate

below the bin structure with a height adjustment used to dose

the material.

Des trémies métalliques type pyramide inversée reçoivent les

granulats qu’elles laissent s’écouler par gravité sur les bandes de

dosage. Leur ouverture supérieure permet qu’elles soient alimentées

par les chargeuses-pelleteuses les plus utilisées, évitant ainsi toute

contamination de matériaux entre trémies. Elles doivent posséder un

volume approprié à la production. Dans sa partie inférieure, chaque

trémie est équipée d’une trappe à hauteur réglable pour le dosage du

matériau.

2.4.1. Feed bins in line

This configuration is one of the most common in plants.

The bins are arranged side by side and each one is fed with

a different type of aggregate with a dosing belt for each bin.

Generally the finer aggregate is dosed from the bin nearest to

the dryer drum in order to minimize transport losses. Normally

the plants have three or four bins, but additional bins can be

configured in the case of specific applications.

2.4.1. Trémies en ligne

C’est la configuration la plus commune sur les centrales. Les trémies

sont disposées côte à côte, chacune recevant un granulat différent et

ayant sa propre bande de dosage. En général, le granulat le plus fin

est stocké dans la trémie la plus proche du tambour sécheur, pour

minimiser les pertes durant le transport. Normalement les centrales

sont équipées de trois ou quatre trémies, mais d’autres trémies

peuvent être ajoutées en cas d’applications spécifiques.

2.4. Types of feed bins

Types de trémies de dosage

Trémies de granulats en ligne

19

2. M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.4.2. Split bins

These bins have an internal division for feeding two different

aggregates with a dosing belt for each compartment (two

per bin). This is more common in smaller plants of reduced

dimensions to make it possible to use different types of

aggregates in the asphalt mixture.

2.4.2. Trémies biparties

Elles présentent une division interne pour pouvoir recevoir deux

granulats différents, avec une bande de dosage par compartiment

(deux par trémie). Elles sont communes sur les centrales plus petites,

car elles permettent l’usage de différents types de granulats dans

l’enrobé.

20

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.4.3. Mixed bins

In the same plant there are bins for receiving one type of

material and split bins receiving two types of aggregates. This

makes it possible to use more materials without the need for

installing additional bins.

2.4.3. Trémies mixtes

Une centrale est équipée de trémies simples et biparties pour

recevoir deux types de granulats. Cela permet d’utiliser plus de

matériaux, sans avoir à installer des trémies additionnelles.

Les matériaux ayant le plus petit

ajoutés dans des trémies mixtes

granulats dans la trémie

2.4.4. Level sensor

The aggregate bins must have material inside for the correct

dosing during the production of asphalt mixtures. Some plants

have a sensor for monitoring the volume of aggregates inside

the bin. This sensor is a rotating blade that in the case of lack of

material turns freely. Two alerts are triggered, sound and light,

in order to indicate a lack of aggregates in the bin.

2.4.4. Capteur de niveau

Pendant la production d’enrobés bitumineux, les trémies de

granulats doivent être alimentées pour un dosage correct des

matériaux. Certaines centrales sont munies d’un capteur qui surveille

le volume de granulat dans les trémies. Il s’agit d’un capteur à ailettes

rotatives qui, en cas de manque de matériau, tournent librement. Deux

alarmes sont déclenchées, une sonore, l’autre lumineuse, pour indiquer

le manque de granulat dans la trémie.

21

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.4.5. Vibrators

The walls of the bins for fine aggregates have a vibrator

installed on them. This device prevents humid fine aggregates

to stick to the walls of the feed bins. It can be triggered manually

by the operator or automatically when the system records the

absence of aggregates (plants with a weighing system). The bin

corresponding to the finest aggregate should have a vibrator

in order not to hinder the production, because the smaller the

aggregate the greater will be the specific surface and will tend

to have higher moisture. The remaining bins may have vibrators

depending on the granule size of the aggregates.

2.4.5. Vibreurs

Un vibreur est installé sur les parois des trémies chargées de

matériaux fins pour éviter que les fines humides n’y adhèrent. Ce

dispositif est actionné en mode manuel (par l’opérateur) ou automatique,

quand le système enregistre un manque de granulats (centrales avec

pesage). La trémie recevant le granulat le plus fin doit être équipée

d’un vibreur pour ne pas porter préjudice à la production, car plus le

granulat est petit, plus sa surface spécifique est grande et plus il aura

tendance à être humide. Les autres trémies peuvent être munies de

vibreurs selon la granulométrie des granulats.

22

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

These components of the plant have the function to dose

and transport the virgin aggregates coming from the bins. They

are divided into feeder and conveyor belts.

2.5.1. Dosing belts

These rubber belts are driven by an electric motor that may

or may not have a gearbox, usually with parallel gears so that

the speed is adjusted during the dosing process. They are

located below each feed bin and may have side bands that

prevent the waste of materials.

Some belts have a device for dynamic weighing of the

aggregates by compression load cells.

2.5.2. Conveyor belt

This belt collects the aggregates previously dosed and

transports them to the dryer drum. Some allow the directional

flow of the material to be reversed, which is used to calibrate

the silos and for configuring an additional cold mix module.

Elles servent à doser et à transporter les granulats vierges provenant

des trémies. Elles sont divisées en bandes de dosage et de transport.

2.5.1. Bandes de dosage

Ce sont des tapis en caoutchouc actionné par un moteur

électrique, avec ou sans motoréducteur, normalement à engrenages

parallèles, pour que la vitesse puisse être réglée pendant le dosage.

Elles sont localisées sous chaque trémie et peuvent avoir des bords en

accordéon pour éviter la perte de matériaux.

Certaines bandes présentent un dispositif de pesage dynamique

des granulats par capteurs de compression.

2.5.2. Bande de transport

C’est la bande qui recueille les granulats préalablement dosés

et les transporte vers le tambour de séchage. Sur certaines, il est

possible d’inverser le sens de déplacement du matériau, ce qui est très

utile pour étalonner les trémies et configurer un module additionnel de

malaxage à froid.

2.5. Belts

Bandes

23

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

The dosage of aggregates is done via the output volume,

without the weighing process. This volume depends on the width

of the flow gate located between the bin and the belt, its height,

and on the belt speed. The control of input material is achieved

by voltage regulators on each bin that adjust the speed of the

respective feeder belt. On some plants it is possible to control the

flow of the equipment with a single voltage regulator that controls

the dosage of all the bins. Some older plants do not vary the

speed of the belt, but only the height of the flow gate.

Le dosage des granulats se fait par le volume de sortie, sans

processus de pesage. Ce volume dépend de la largeur de la trappe

localisée entre la trémie et la bande, de sa hauteur et de la vitesse de

la bande. Le contrôle de déchargement de matériau est réalisé par

les potentiomètres de chaque trémie, qui règlent la vitesse de chaque

bande de dosage. Sur certaines centrales, il est possible de contrôler

le débit de l’équipement avec un seul potentiomètre commandant le

dosage de toutes les trémies. Sur des centrales plus anciennes, seule

la hauteur de la trappe peut varier.

2.6. Dosing system of the aggregates by volume

Système de dosage des granulats par volume

24

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

For mobile plants, the dosage occurs continuously and

therefore the weighing of the aggregates is carried out

dynamically. The bins have load cells which, through a logic

controller, maintain a constant ratio for instantaneous correction

of the belt speed depending on the weight variation detected

by the load cell. This is formed by an extensometer that varies

its resistance when there is a variation in length, which occurs

through traction or compression generated by the weight of

the aggregates. The system uses this weighing also for dosing

the bitumen (considering the dry weight) that is injected into

the mixer.

To ensure the actual speed of the belt there is a technology

called pick-up that makes it possible to monitor this speed by

means of a sensory system installed in the tail pulley. If there

is a discrepancy between the speed informed and the actual

speed monitored by the pick-up, there will be a warning as to a

failure on the belt motor.

The transmission of data about the dosage of the aggregates

and the bitumen may be done in an analog or digital way. The

modern plants are switching to digital systems where the

information about aggregate weighing, bitumen dosing, and

the correction of motors by frequency inverters travels on a

CAN OPEN type network. Thus, the deformation of each load

cell, which is proportional to the weight on a certain weighing

zone, is converted into a voltage signal by a converter and after

that into kilograms for the CAN OPEN network.

The instant correction of flow takes place by the following

formula:

Flow rate (kg/s) = Weight (kg) x Belt Speed (m/s)

Weighing length (m)

As the weighing length (belt width) is always constant, it

is necessary to vary the belt speed when there is a variation

in weight, thus always maintaining the ratio constant for the

correct dosage of the mixture.

2.7. Dosing system by dynamic weighing

Système de dosage par pesage dynamique

Sur les centrales mobiles, le dosage est continu et le pesage des

granulats est dynamique. Les trémies sont équipées de cellules de

charge qui communiquent toute variation de poids à un automate qui

maintient la proportion constante en corrigeant instantanément la

vitesse de la bande. Ces cellules sont formées d’un extensomètre dont

la résistance conformément à la traction ou compression engendrée

par le poids des granulats. Ce système utilise également ce pesage

pour doser le liant bitumineux (à partir du poids sec) qui sera injecté

dans le malaxeur.

Une technologie appelée « pick-up » permet, par un système

sensoriel installé sur le rouleau conduit, de garantir la vitesse réelle de

la bande. En cas de divergence entre la vitesse informée et la vitesse

réelle, contrôlée par le « pick-up », une alerte de panne du moteur de

la bande se déclenchera.

Les données du dosage des granulats et du liant bitumineux

peuvent être transmises de mode analogique ou numérique. Les

centrales modernes migrent vers des systèmes numériques où les

informations du pesage des granulats, du dosage du liant bitumineux

et la correction des moteurs par le convertisseur de fréquence circulent

sur un réseau type CAN OPEN. Ainsi, la déformation de chaque cellule

de charge, qui est proportionnelle au poids sur une aire de pesage

donnée, est convertie en signal de tension par le convertisseur puis en

kilos sur le réseau CAN OPEN.

La correction instantanée du débit prend suit la formule suivante :

Débit (kg/s) = Poids (kg) x Vitesse de la bande (m/s)

Longueur de pesage (m)

Comme la longueur de pesage (largeur de la bande) est toujours

constante, il suffit de modifier la vitesse de la bande en cas de variation

de poids pour maintenir la proportion constante et, donc, un dosage

correct de l’enrobé.

25

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

For this type of dosage, care must be taken to not

contaminate the aggregates in adjacent bins. This system is

typical for mobile asphalt plants.

The height of the flow gate under the bin does not influence

the dosage of material because the belt speed compensates

instantly. However, it is important to position this flow gate so

that it can reach the flow needed when the motor’s rotation

is at its maximum (50Hz or 60Hz). This height also cannot

be so high as to result in the low rotation of the motor. The

motor’s cooling is insufficient under 12Hz, which may cause

this component to burn.

The belt speed changes according to the variation of the weight

of the aggregates, which ensures the accuracy of the mixture.

Un changement de vitesse de la bande en fonction de la

variation du poids des granulats garantit la précision de l’enrobé

Pour ce type de dosage il faut éviter à tout prix la contamination

par les granulats des trémies adjacentes. Ce système est typique des

centrales mobiles.

La hauteur de la trappe sous la trémie n’a pas d’influence sur

le dosage des matériaux car la vitesse de la bande la compense

instantanément. Toutefois, il est important de placer cette trappe de

manière à pouvoir atteindre le débit exigé quand le moteur est en

rotation maximum (50 Hz ou 60 Hz). Elle ne peut pas être trop haute,

sinon le moteur travaillera en basse rotation, et, au-dessous de 12 Hz

sa réfrigération est insuffisante et il peut brûler.

26

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

The weighing can also be done statically in plants where the

dosing of the aggregates takes place in a discontinuous man-

ner. This type of dosing is typical in batch plants.

Le pesage peut également être réalisé de manière statique sur les

centrales où le dosage est discontinu.

2.8. Dosing system of the aggregates by static weighing

Système de dosage des granulats par pesage statique

Batch plant

Centrale d’enrobage

discontinue

Hot silos

Flow gate

Mixer

Dosing process occurs in the tower of the Plant

Le processus de dosage prend place dans la tour de la centrale

27

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

These plants have a tower where the aggregates coming

from the dryer are transported by bucket elevator to the top.

The aggregates are separated granulometrically by gravity

through vibrating screens and stored in bins. Each bin has a

flow gate that is opened so that the aggregates fall onto a scale.

As it fills up, it sends a signal to the plant controller to close the

flow gate of the bin, triggering the opening of the neighbor bin.

There is also a silo just for the purpose of the static weighing of

the bitumen. After dosing all the aggregates and the bitumen,

the mixing takes place in a compartment below, for then the

asphalt concrete to be released.

This system is less susceptible to external factors such as

contamination of aggregates between bins.

Ce système est typique des centrales possédant une tour où les

granulats provenant du sécheur sont transportés par élévateur à

godets jusqu’en haut. Par gravité, les granulats sont séparés par cribles

vibrants et stockés dans des trémies différentes où une trappe s’ouvre

pour laisser tombent les granulats sur la balance. Dès que le poids

déterminé est atteint, cette dernière envoie un signal à l’automate de la

centrale pour fermer la trappe, et ouvrir celle de la trémie voisine. Il y a

également un récipient dévoué au pesage statique du liant bitumineux,

également appelé « chaudron de liant bitumineux ». Une fois que tous

les granulats et le liant bitumineux ont été dosés, ils sont mélangés

dans un compartiment en dessous et l’enrobé est alors libéré.

Ce système est peu susceptible aux facteurs externes comme la

contamination de granulats entre trémies.

2.9. Impact of moisture on the dosage of the aggregates and the bitumen

Impact de l’humidité dans le dosage des granulats et liant bitumineux

The rock materials, after their production in a crushing plant,

are stockpiled according to size and are exposed to the we-

ather. As they have small holes that are permeable to water,

they absorb water in their pores and surface ridges. It is advi-

sable to stockpile the aggregates in sheds or cover them with

tarp, especially the fine ones such as sand and rock dust. This

prevents the entry of excessively wet aggregates, which would

result in higher fuel consumption and possible variations in bitu-

men content in continuous plants.

When producing asphalt concrete, all the water must be

removed from the aggregates, both superficial and absorbed.

However, in continuous plants, they are added with moisture,

but later go through a drying system to remove this moisture.

Après la production dans l’unité de concassage, les matériaux

pierreux sont déposés en piles selon leur taille et sont exposés aux

intempéries où leurs pores et arêtes superficielles absorbent de

l’humidité. Il est donc recommandé de stocker les granulats dans des

entrepôts ou de les couvrir avec une bâche, spécialement les plus

fins (sable et poussière de pierre) pour éviter l’excès d’humidité qui

pourrait engendrer une plus grande consommation de combustible

et d’éventuelles variations de la teneur de liant bitumineux (centrales

continues).

Pour produire des enrobés, il faut retirer toute l’eau, superficielle

ou absorbée, des granulats. Cependant, ces derniers sont dosés

humides, sur les centrales continues et passent postérieurement par

un système de séchage pour retirer cette humidité.

28

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

In volumetric continuous plants where the aggregates are

not weighed, the moisture is discounted by increasing the belt

speed and thus measuring the dried flow. In this type of plant,

the flow of bitumen depends only on the formula and produc-

tion.

In continuous plants with dynamic weighing, the moisture of

the aggregates is inserted into the computer, which increases

the flow of the belt in each bin in order to compensate for the

moisture indicated. This process happens automatically and

the bitumen pump considers only the dry weight of the ag-

gregates being dosed. Table 1 shows an example of the ratio

between the moisture of the aggregates and the flow in each

feed bin, as well as the flow of bitumen. The table considers a

plant with a flow of 100 metric tons per hour, considering 94.9%

of aggregates and 5.1% of bitumen.

Sur les centrales continues par volume où il n’y a pas de pesage

de granulats, l’humidité est compensée par une augmentation de la

vitesse de la bande et, donc, un mesurage du débit sec. Sur ce type

de centrale, le débit de liant bitumineux ne dépend que de la formule

et de la production.

Sur les centrales continues avec pesage dynamique, l’humidité des

granulats est saisie dans les données de l’automate qui augmente le

débit de la bande de chaque trémie en fonction de l’humidité indiquée.

Ce processus est automatique et la pompe à liant bitumineux ne

considère que le poids sec des granulats pour le dosage. Le tableau 1

montre un exemple de rapport entre l’humidité des granulats, le débit

de chaque trémie de dosage, et celui de liant bitumineux. Il considère

un débit de 100 tonnes par heure pour la centrale, et une recette

contenant 94,9% de granulats et 5,1% de liant bitumineux.

MaterialMatériau

Project % Output (t/h) Moisture (%) Real Output (t/h) Effective Output (t/h)

Stone 1Gravillon

20.90% 20.90 1.90% 21.30 20.90

Stone 0Gravillon

21.80% 21.80 2.60% 22.37 21.80

SandSable

9.50% 9.50 3.40% 9.82 9.50

DustPoussière de pierre

40.80% 40.80 5.70% 43.13 40.8

LimeChaux

1.90% 1.9 0% 1.9 1.9

BitumenLiant

5.1% 5.1 - 5.1 5.1

% Projet Production (t/h) Humidité (%) Prod. réelle (t/h) Prod. effective (t/h)

29

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

Wet aggregates: surface

moisture + absorbed moisture

Dry aggregates

Granulats humides : humidité superficielle

+ humidité absorbée

Granulats secs

Wet aggregates: surface

Thus, especially in continuous flow plants, there is a need to

measure the moisture content of each aggregate used before

starting production. Samples should preferably be taken from

each feeder belt.

In batch plants, the dosage of the aggregates is done after

they are dried and, therefore, the moisture will have an influence

on the dosage only if the drying is not completed.

Ainsi, spécialement sur les centrales continues, il faut mesurer

l’humidité de chaque granulat utilisé avant le début de la production.

Les échantillons doivent être retirés de préférence de chaque bande

de dosage.

Sur les centrales discontinues, le dosage des granulats a lieu après

leur séchage et il n’y a donc d’influence de l’humidité sur le dosage que

si le séchage n’est pas complet.

30

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.10. Entering data into the plant - formula

Saisie des données sur la centrale formule

Asphalt plants equipped with a computer, have supervisory

software, or a man/machine interface whereby the operator

controls all the equipment functions. It is possible to enter

numerous formulas into this system and save them to use at

any time during production.

Before starting up the plant, the moisture of the aggregates

in each bin should be inserted so that the flow compensation

can occur automatically in accordance with that moisture.

Sur les centrales d’enrobage équipées d’un automate, un logiciel de

contrôle, l’interface homme-machine, permet à l’opérateur de contrôler

toutes les fonctions de l’équipement et de saisir d’innombrables

formules qu’il sauvegarde pour qu’elles puissent être utilisées à tout

moment pendant la production.

Avant de mettre la centrale en marche, il faut saisir l’humidité des

granulats de chaque trémie pour qu’il y ait compensation automatique

du débit en fonction de cette humidité.

31

2. M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.11. Module for cold mixing

Module pour enrobé à froid

This is the option to configure in the asphalt plant a module

for producing mixtures of cold aggregates to be used on

bases and sub-bases. To do this it is necessary to reverse the

direction of the conveyor belt rotation and add a new belt to a

second pug-mill mixer.

The formula of the cold mixture is introduced into the asphalt

plant’s software using the standard weighing system. Injection

of emulsion can be added in this mixture of soils.

Il est possible de configurer un module de production d’enrobés à

froid pour mise en œuvre dans les bases et soubassements. Pour ce

faire, il faut inverser le sens de rotation du convoyeur et accoupler une

nouvelle bande vers un second malaxeur pug-mill.

La formule de l’enrobé à froid est saisie sur le logiciel de contrôle

de la centrale en utilisant le système de pesage standard. Une injection

d’émulsion peut être ajoutée dans ce mélange de sols.

32

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.12. Filter Dosing System

Dosage de filler

It is possible to install an additional filler bin to the plant. This

filler is usually processed material such as lime, cement, or li-

mestone with a 100% granule size that passes through a scre-

en of 0.42 mm and at least 65% that passes through a screen

of 0.075 mm (sieve number 200). The shape of this bin is usually

conical or like an inverted pyramid with a volume adequate for

the percentage of the filler in the mixture of the plant. The ma-

terial is transported from the bin by a screw conveyor and is

fed directly into the mixer of the plant. The flow control is done

automatically by the system of the plant.

Artificial filler can be used in the mixture as a filler or to impro-

ve adhesiveness. In the first case, it is common to use limestone

since this material has little chemical reaction with the asphalt

mixture. In the latter case, hydrated lime is more common, whi-

ch is a basic pH material that when it coats the surface of the

coarse aggregates, increases the pH of the surface, improving

the adhesive power of the aggregate with the bitumen.

Besides the dosage of the artificial filler, there is the possi-

bility of controlling the dosage of natural filler coming from the

filtering system. A bin is positioned between the bag house and

the mixer in order to provide a new dose of fine material.

Il est possible d’installer une trémie de filler additionnelle sur la

centrale. Ce filler est normalement un matériau traité (chaux, ciment

ou calcaire) passant à 100% par un crible de 0,42 mm et pour le moins

à 65% par un crible de 0,075 mm (crible numéro 200) (DNER-ME

367/97). Il s’agit généralement d’une trémie conique ou en pyramide

inversée ayant un volume approprié au pourcentage de filler de la

formule. Ce matériau est transporté par un convoyeur à vis directement

de sa trémie au malaxeur. Le débit est automatiquement contrôlé par

le système de la centrale.

Un filler artificiel peut être utilisé dans l’enrobé comme matériau de

remplissage ou pour améliorer l’adhésivité. Dans le premier cas, l’usage

de calcaire est commun, car ce matériau a peu d’effets chimiques sur

l’enrobé. Dans le second, on utilise généralement de la chaux éteinte,

matériau au PH supérieur à 7 qui, lorsqu’il revêt la surface de granulats

plus gros, augmente le PH de leur surface, améliorant l’adhésivité des

granulats et du liant bitumineux.

Outre le dosage de filler artificiel, il est possible de contrôler le

dosage du filler naturel, issue du système de filtrage. Une trémie est

placée entre le filtre à manches et le malaxeur de manière à réaliser un

nouveau dosage des matériaux fins.

The slug filler is positioned and

connected to the asphalt plant.

Doseur de filler installé et

branché sur la centrale

33

2. M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.13. Bitumen Dosing System

Dosage de liant bitumineux

The binder material used to bond and stabilize the stone skele-

ton for producing asphalt concrete is bitumen. It can also be called

asphalt binder, bituminous binder, or binding agent.

The bitumen is stored in a tank that is thermally insulated with

glass wool and the outer walls with an aluminum-based material

of high reflectivity to heat and resistant to oxidation at high tem-

peratures.

In volumetric plants, the bitumen pump depends exclusively on

the flow of the plant and the percentage of binder in the formula.

Normally there is no dependence on the actual flow of aggregates,

so therefore attention is required to keep a steady flow of mate-

rials. Some volumetric plants have a load cell on the conveyor belt

in order to control the flow of the bitumen pump depending on the

actual weight of the aggregates. In this case, it is possible to insert

the moisture of the aggregates and with this the bitumen pump

considers the actual weight.

In continuous plants with dynamic weighing of aggregates, the

dosage of bitumen is dependent on the actual weight of the ag-

gregates. A frequency inverter is coupled to the bitumen pump

so that the rotating speed of the pump follows the weights of the

aggregates in real time. There is a lag time between the weighing

of the aggregates at the bins at an instant “t” and them actually en-

tering into the mixing system. This period is followed by the pump.

In batch plants, however, the bitumen is weighed statically in

a container designed just for this purpose. In this type of plant,

the bituminous binder is constantly recirculating, leaving the tank,

going to the entrance of the bitumen silo, and returning to the tank.

There is a valve located immediately before the silo that allows the

entrance of the bitumen. It is controlled automatically, opening for

the preparation of a new batch and closing when the weight in

the silo reaches the one corresponding to the percentage of bitu-

men in the mixture. When a new batch is started, the binder in the

container is transported by a pump until all of it is removed from it,

thereby placing a known amount of binder into the mixer.

Pour la production d’enrobés, le matériau agglutinant utilisé pour

coller et stabiliser les éléments pierreux est un liant bitumineux parfois

aussi appelé simplement bitume.

Il est stocké dans un réservoir isolé thermiquement par de laine

de verre et ses parois externes sont généralement constituées d’un

matériau à base d’aluminium réfléchissant fortement la chaleur et

résistant à l’oxydation à haute température.

Sur les centrales par volume, la pompe à liant bitumineux dépend

exclusivement du débit et du pourcentage de liant dans la formule.

Normalement, elle est indépendante du débit réel des granulats et,

donc, exige une attention pour maintenir le flux de matériaux constant.

Quelques centrales par volume présentent une cellule de charge

sur le convoyeur pour régler le débit de la pompe à liant bitumineux

en fonction du poids réel des granulats. Dans ce cas, il est possible

d’insérer l’humidité des granulats et, ainsi, la pompe à liant bitumineux

considère le poids réel.

Sur les centrales continues avec pesage dynamique des granulats,

le dosage du liant bitumineux dépend du pesage réel des granulats. Un

convertisseur de fréquence est accouplé à la pompe à liant bitumineux

pour que la vitesse de rotation de la pompe accompagne les pesages

de granulats en temps réel. Il existe un temps de déphasage entre le

pesage des granulats dans les trémies à un instant « T » et leur entrée

dans le système de malaxage dont la pompe tient compte.

Par contre, sur les centrales discontinues, le liant bitumineux est

pesé statiquement dans un récipient connu comme « Chaudron de

liant bitumineux ». Dans ce type de centrale, le liant bitumineux circule

constamment du réservoir au chaudron au réservoir. Une soupape

localisée immédiatement avant le chaudron permet l’admission de

liant. Elle est contrôlée automatiquement, et s’ouvre pour la préparation

d’une nouvelle « fournée » et se ferme quand le poids dans le chaudron

atteint l’équivalent au pourcentage de la formule. Quand une nouvelle

fournée débute, tout le liant contenu dans le chaudron est transporté

à l’aide d’une pompe pour injecter la quantité prévue dans le malaxeur.

34

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.13.1. Basic characteristics of the bitumen

The asphalt binder can be regarded as a residue from the

distillation of oil, consisting mainly of carbon and hydrogen (be-

tween 90% and 95%) and heteroatoms. It is a viscoelastic ma-

terial and its rheological behavior depends on the temperature.

At room temperature, this material behaves as a solid and its

viscosity decreases with increasing temperatures. Therefore, it

is necessary to heat this binding agent for the production pro-

cess in order to obtain consistency or the viscosity suitable to

coat the surfaces of the aggregates and for compacting.

The service standards and specifications guide the produc-

tion and compaction temperatures of the mixtures due to the

temperature curve vs. viscosity of each asphalt binder. There-

fore, the production temperature of the asphalt concrete is the

lowest temperature at which the bitumen has a viscosity equal

to or less than that specified for production. The Brazilian spe-

cification limits the heating of bitumen at 177 °C.

2.13.2. Storage and heating tanks

2.13.1 Caractéristiques primaires du liant bitumineux

Le liant bitumineux est un résidu de la distillation du pétrole

essentiellement composé de carbone et d’hydrogène (entre 90% a

95%) et d’hétéroatomes. Il s’agit d’un matériau viscoélastique dont le

comportement rhéologique dépend de la température. À température

ambiante, il se conduit comme un solide et sa viscosité diminue à

mesure que la température augmente. Il faut donc le chauffer pour

obtenir une consistance ou viscosité correcte permettant de recouvrir

la surface des granulats et le compactage.

Les normes et caractéristiques de service orientant les

températures d’usinage et de compactage des enrobés dépendent

de la courbe température x viscosité de chaque liant bitumineux. La

température d’usinage de l’enrobé est la plus basse lui permettant

d’avoir une viscosité inférieure ou égale à la norme de production. La

norme brésilienne limite le chauffage du liant bitumineux à 177°C (ES

031/2006).

2.13.2. Réservoirs de stockage et chauffage

The storage tank is positioned and

connected to the asphalt plant.

Des réservoirs stockant le liant

bitumineux et le combustible

alimentent la centrale

35

2. M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.13.2.1. Storage of bitumen

The bitumen is transported from the refinery or from distribu-

tors in tanker trucks. These vehicles keep the product heated,

and therefore with low viscosity. This makes transporting the

bitumen using tanker trucks possible. They unload the bitumen

in tanks at building sites.

These tanks at the job site can be filled by gravity or by a lo-

ading pump. In the first case, the tank from the refinery or from

the distributor is positioned at a point above the maximum level

of the tank at the job site. A flexible pipe is used to transfer the

bitumen. When this is not a possibility, a loading pump makes

the transfer of this binding agent.

The purpose of the tank at the job site is to store the hot

bitumen to be used in asphalt mixtures. This tank cannot have

direct heating, but instead pipes are used to circulate thermal oil

and this way heat and keep warm the fluid stored in it.

2.13.2.1. Stockage du liant bitumineux

Des camions-réservoir apportent le liant bitumineux de la raffinerie

ou d’un distributeur. Ces véhicules maintiennent le produit chauffé,

c’est-à-dire à basse viscosité pour permettre de le transférer dans les

réservoirs de liant sur le chantier.

L’approvisionnement du réservoir du chantier peut être fait par

gravité ou par pompe. Dans le premier cas, le réservoir du camion doit

être plus haut que le niveau maximum du réservoir du chantier et une

tuyauterie flexible sert à transférer le liant bitumineux. Quand cela est

impossible, il faut avoir recours à une pompe.

Le réservoir du chantier sert à stocker le bitume chaud pour

la fabrication d’enrobés. S’il n’a pas de chauffage direct, il doit

obligatoirement être muni de canalisation de circulation de fluide

thermique pour maintenir le liant chauffé.

Bitumen storage tank

Réservoir de stockage de liant bitumineux

36

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.13.2.2. Storage and heating of the bitumen

Some tanks generate the energy needed to heat the bi-

tumen. These tanks include a burner that heats the thermal

oil located in a reservoir. This heated thermal oil recirculates

through the tank coils, resulting in an exchange of heat by con-

duction with the bitumen.

2.13.2.2.. Stockage et chauffage de liant bitumineux

Certains réservoirs sont recouverts de serpentins et une chaudière

réchauffe un fluide thermique qui circule et produit un échange de

chaleur, par conduction, avec le liant.

2.13.2.3. Fuel used in the tank

The tank burner can work on diesel, LPG, or natural gas.

These fuels do not require heating before being mixed with air

because their consistency is suitable for this purpose. Heavy

fuels are not advisable as they require heating in heat exchan-

gers based on thermal oil heated to reduce viscosity. Another

heat source would therefore be needed to heat the fuel to bur-

ning temperature.

2.13.2.3. Combustible utilisé pour le réservoir

La chaudière du réservoir peut fonctionner au diesel ou au gaz

G.P.L. ou G.N.V.. Ces combustibles n’ont pas besoin d’être chauffés

pour la pulvérisation (mélange avec l’air), car ils ont une consistance

appropriée. Les combustibles lourds sont déconseillés, car ils faut les

chauffer dans des échangeurs de chaleur à base de fluide thermique

pour réduire leur viscosité, ce qui exige une autre source de chaleur

que le combustible atteigne la température de combustion.

Heating and storage tank with a small additional

fuel tank coupled to the same chassis

Réservoir de stockage et chauffage, avec

un petit réservoir de combustible additionnel

accouplé sur le châssis

37

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.13.2.4. Heating of thermal oil

The flame from the tank burner heats a thermal oil located in

a reservoir inside the tank, also called a thermal oil sheath. It is a

lubricating oil of high thermal stability and resistant to oxidation.

This fluid expands in this reservoir due to the high heating tem-

peratures (between 180 °C and 210 °C), and when it is heated it

circulates through the tank coils in a closed circuit, transported

by a gear pump.

2.13.3. Controlling the temperature of the bitumen

The temperature of the bitumen inside the tank is controlled

by a thermometer called PT-100. The temperature gauge is set

on the outside of the tank and on the plant’s control panel.

The production and compaction temperatures of the asphalt

concrete are determined in the site by the construction of tem-

perature curves versus the viscosity of the binder. In the Brazi-

lian specification, the bitumen should have a viscosity of 85 ±

10 SFS for production and 130 ± 25 SFS for compacting. The

SFS unit means Saybolt Furol Second and is obtained using

a Saybolt Furol viscometer. It is an empirical measurement of

viscosity. The Superpave specification, however, only allows

the use of the Brooksfield rotational viscometer that measures

the torque required to rotate a shaft at a constant speed. This

torque is converted into viscosity. The dynamic viscosity unit

measured by this system is the centipoise (cP). Typically, the

bitumen viscosity for production should be 1.5 to 1.9 Poise and

for compacting between 2.5 to 3.1 Poise.

2.13.4. Transportation of the bitumen to the plant

The transport of the bitumen to the mixer of the plant is done

by means of a gear pump. This system can be divided into two

parts: suction and transport.

2.13.2.4. Chauffage du fluide thermique

La flamme de la chaudière réchauffe le fluide thermique localisé

dans un petit réservoir également appelé cuve de fluide thermique.

Il s’agit d’une huile lubrifiante ayant une stabilité thermique élevée et

résistante à l’oxydation. Sous l’effet des hautes températures (entre

180°C à 210°C), ce fluide se dilate et, quand il est bien chauffé, une

pompe à engrenages le fait circuler en circuit fermé dans les serpentins.

2.13.3. Contrôle de température du liant bitumineux

La température du liant bitumineux dans le réservoir est contrôlée

par un thermomètre appelé de PT-100, qui a une jauge sur la partie

externe du réservoir et une autre sur le panneau de contrôle de la

centrale.

Les températures d’usinage et de compactage de l’enrobé sont

déterminées sur le terrain par l’élaboration des courbes température x

viscosité du liant. Selon les normes brésiliennes, la viscosité doit être de

85 ± 10 SSF (Seconds Saybolt Furol) pour l’usinage et de 130 ± 25 SSF

pour le compactage. Cette mesure de viscosité empirique est obtenue

sur un viscosimètre Saybolt Furol. Pour sa part, la norme Superpave

ne permet que l’usage du viscosimètre Brooksfield rotatif qui mesure le

couple nécessaire pour faire tourner une tige à une vitesse constante.

Ce couple est transformé en une unité de viscosité dynamique appelé

centipoise (cP). Normalement, la viscosité d’usinage et de compactage

doit être de 1,5 à 1,9 Poise et de 2,5 à 3,1 Poise, respectivement.

2.13.4. Transport du liant bitumineux vers la centrale

Une pompe à engrenages permet de transporter le liant au

malaxeur. Ce système peut être divisé en deux parties : succion et

transport.

38

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

The suction pipe is located between the bitumen collection

point in the tank until the pump and should have a diameter

sufficiently large enough to completely fill the pump gears and

thus minimize variations in flow. The transport pipe starts at the

bitumen pump and ends at the mixer of the plant. This pipe is

encased with thermal oil, heated in the tank, in order to keep

the bitumen hot during transport. The diameter of this pipe

must be large enough to allow for the pump’s maximum flow.

The use of modified asphalts requires suction pipes of a lar-

ger diameter to ensure that this more viscous fluid completely

fills the pump gears. It is important not to have variations in flow.

The pump used for transporting the bitumen is of gears and

positive displacement. A frequency inverter is coupled to the

pump that varies its flow rate in accordance with the weight of

the aggregates.

A bitumen flow meter can be installed between the pump

and the mixer. This meter consists of two oval gears that rotate

with the passage of bitumen. The angular velocity of the gears

is transformed into the actual speed of flow. This information

is sent to the plant’s control software that corrects the flow if

necessary.

La tuyauterie de succion relie le réservoir à la pompe. Elle doit avoir

un diamètre suffisant pour couvrir complètement les engrenages de la

pompe et, ainsi, minimiser les variations de débit. Une autre tuyauterie

transporte ensuite le liant bitumineux de la pompe au malaxeur. Elle

est revêtue de serpentins de fluide thermique chauffé pour maintenir

le liant bitumineux chaud pendant le transport. Le diamètre de cette

tuyauterie doit être suffisant pour permettre le débit maximum de la

pompe.

L’usage de bitumes modifiés exige une tuyauterie d’aspiration de

diamètre plus grand, pour garantir qu’il remplisse complètement les

engrenages de la pompe et qu’il n’y ait pas de variations de débit.

La pompe utilisée pour transporter le liant bitumineux est à

engrenages à déplacement positif. Un convertisseur de fréquence y

est accouplé pour que son débit puisse varier en fonction du pesage

des granulats.

Un débitmètre, composé de deux roues ovales tournant au

passage du liant, peut être installé entre la pompe et le malaxeur. La

vitesse angulaire des engrenages est transformée en vitesse réelle

d’écoulement du fluide et elle est envoyée à l’automate de la centrale

qui, en cas de besoin, corrige le débit.

and fuel

Thermal oil return

Tuyaux à carburant enchemisé - chauffage à

huile thermique

Tuyaux à bitume enchemisé - chauffage à

huile thermique

Retour d’huile thermique

39

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

2.13.5. High-viscosity modified asphalt

The bitumen produced by refining oil satisfactorily meets

most situations to which pavements are subjected. In recent

years, however, high traffic volume highways have increased

their daily average number of vehicles, the trucks are heavier,

axle loads have increased, and tire pressure as well, requiring

more resistant bituminous coatings. The modification of the bi-

tumen has been the solution to supply some deficiencies from

the binder and improve properties such as thermal susceptibili-

ty, resistance to permanent deformation, and thermal cracking.

The rheological properties of the asphalt can significantly

influence the performance of asphalt mixtures during the pro-

duction process, compacting, and service life. Moreover, the

binding agents manufactured by the refinery have a low visco-

sity for mixing with aggregates and because of this the binding

agent film around the aggregates is thin. This fact may harm the

adhesiveness of the mixture and favor oxidative aging of this

binder. Also, in open or discontinuous mixtures that have a high

volume of empty spaces, there is a need for a more viscous

binding agent to keep the stone skeleton stabilized.

2.13.5.1. Modifying additives

Ground rubber from unusable tires or synthetic polymers is

introduced into the binder in order to increase the bitumen vis-

cosity.

2.13.5.2. Characteristics of the modified bitumen

It is expected that the bitumen have its rheological beha-

vior at high temperatures in order to facilitate production and

compacting processes (above 100 °C), and it be less suscep-

tible at working temperatures (typically below 80 °C). The in-

troduction of polymeric materials improves the characteristics

2.13.5. Bitume modifié à viscosité élevée

Les enrobés produits par le raffinage du pétrole répondent de

manière satisfaisante à la plupart des situations auxquelles les

revêtements sont soumis. Toutefois, ces dernières années, les routes à

grande circulation ont connu une augmentation importante du nombre

de véhicules par jour, avec des camions plus lourds, une augmentation

de la charge par essieu et une augmentation de la pression exercée

par les pneus, exigeant des revêtements bitumineux plus résistants

(Reologia de Asfaltos Brasileiros puros e modificados por SBS).

La modification du liant bitumineux a été la solution pour suppléer

quelques déficiences du liant et améliorer certaines propriétés comme

la susceptibilité thermique, la résistance à la déformation permanente

et aux fissures thermiques.

Les propriétés rhéologiques du bitume peuvent influencer

significativement la production d’enrobés, pendant le processus

d’usinage et de compactage, et leur vie utile. En outre, les liants

fabriqués par la raffinerie ont une viscosité basse pour le mélange

avec des granulats et, donc, la pellicule de liant les entourant est fine.

Ce fait peut porter préjudice à l’adhésivité de l’enrobé et favoriser le

vieillissement de ce liant par oxydation. De plus, dans des mélanges à

granulométrie ouverte ou discontinue, avec beaucoup de vides, le liant

doit être plus visqueux pour maintenir la stabilité des éléments pierreux.

2.13.5.1. Additifs modificateurs

Pour augmenter la viscosité du liant bitumineux, du caoutchouc

râpé de pneus irrécupérables ou des polymères synthétiques y sont

introduits.

2.13.5.2. Caractéristiques du liant bitumineux modifié

Le liant bitumineux devra avoir un comportement rhéologique

hautement variable à des températures élevées, pour faciliter les

processus d’usinage et de compactage (au-dessus de 100°C), et plus

40

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

of this binder at service temperatures, reducing the variation

in its behavior with the temperature, and resulting in a more

elastic binder thereby minimizing pathologies such as perma-

nent deformation, fatigue cracks, and even thermal cracking at

negative temperatures.

Thermoplastic polymers may be previously mixed into the

bitumen or tank immediately before production. In the first

case, the bitumen tank will have to have agitators when the

phase separation is greater than 5%. When the polymer is mi-

xed at the job site, it is essential that the tank have agitators in

order to keep the polymer in suspension.

In the case of rubber asphalt, it can be added in two ways.

The first and the least used is via a dry process in which the

ground rubber is added as part of the stone aggregates. The

other way is to mix the rubber powder into the bitumen. This

process is called wet and can be by terminal blending (sto-

cked) or continuous blending (not stocked). The technique that

is most used in Brazil is the terminal blending where the rubber

is inserted into the binder at high temperatures by stirring at a

high shear rate. This also does the depolymerization and de-

vulcanization of the tire rubber, making it possible to react with

stable aux températures de service (normalement inférieures à 80°C).

L’introduction de matériaux polymérisés améliore les caractéristiques

de ce liant aux températures de service, pour réduire la variation

de son comportement avec la température et produire un liant plus

élastique et, donc, minimiser des pathologies comme les déformations

permanentes, les fissures de fatigue et même les fissures thermiques

en cas de températures négatives.

Les polymères thermoplastiques peuvent être mélangés au liant

bitumineux à l’avance ou dans le réservoir immédiatement avant

l’usinage. Dans le premier cas, le réservoir de liant bitumineux doit être

équipé d’un agitateur quand la séparation de phase est supérieure

à 5%. Quand le polymère est mélangé in-situ, le réservoir doit

indispensablement être muni d’agitateurs pour maintenir le polymère

en suspension.

Dans le cas de bitume caoutchouc, ce dernier peut être ajouté

de deux manières. La première, moins utilisée, est par voie sèche

: le caoutchouc trituré y est considéré comme un des granulats.

La seconde consiste à mélanger la poudre de caoutchouc dans le

liant bitumineux. Ce processus est appelé voie humide et peut être

stockable (terminal blending) ou non stockable (continuous blending).

La technique la plus utilisée au Brésil est le terminal blending, où

le caoutchouc est inséré dans le liant à des températures élevées

par agitation à haut cisaillement, qui dépolymérise et dévulcanise

Special devices in the tank for receiving

modified asphalt with the addition of

shredded tires

Dans le réservoir, des dispositifs

spéciaux permettent d’utiliser des

bitumes modifiés par l’ajout de pneus

triturés

41

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

the bitumen molecules. This binding agent can be stored and

should be stirred before use. Another alternative is to add the

ground rubber at the time of production using a special tank

containing the right amount and mixture of the rubber to the

binder in a continuous process. This binding agent cannot be

stored and this technique is called continuous blending or just-

-in-time. This last technique makes it possible to use rubber

powder of greater particle sizes, resulting in a more viscous

binder.

2.13.6. Additives for WMA (Warm Mix Asphalt)

The production of conventional asphalt mixtures results in

environmental impacts mainly due to the production temperatu-

res. The bituminous binder is responsible for giving flexibility and

keeping the mixture cohesive. It needs to be heated to achieve

the required viscosity for mixing with the stone materials, which

also need to be heated and free of moisture for adhesion with

the binder. Adhesion among these materials is crucial for the

quality of the asphalt concrete. Without it the mixture becomes

weakened and as a consequence all the minimum parameters

required, both volumetric and mechanical, will not be achieved.

Because of this, in the traditional technology, heating these ma-

terials to high temperatures is inevitable.

The high temperatures when producing asphalt concrete,

however, causes environmental impacts resulting mainly from

burning fossil fuels. Therefore, a number of technologies have

been studied with the goal of reducing the production and com-

pacting temperatures while at the same time maintaining the

adhesion between the materials that make up the asphalt mix-

ture. This gave rise to what is called Warm Mix Asphalt (WMA).

Currently, there are three ways to produce warm mixtures.

The first is based on the insertion of chemical additives, the

second is to use organic additives, and the third is based on

asphalt foam processes.

également le caoutchouc des pneus pour permettre une réaction

avec les molécules du liant bitumineux. Ce liant peut être stocké et

il doit être agité avant l’usage. Une autre possibilité est d’introduire le

caoutchouc râpé au moment de l’usinage, dans un réservoir spécial

contenant le dosage correct où ils sont mélangés en un processus

continu. Ce liant ne peut pas être stocké et cette technique est appelée

contínuous blending ou just in time. Cette dernière technique permet

d’utilisé de la poudre de caoutchouc ayant une granulométrie plus

élevée, produisant un liant encore plus visqueux.

2.13.6. Additifs pour enrobés tièdes (W.M.A.- Warm Mix Asphalt)

La production d’enrobés bitumineux conventionnels a des impacts

environnementaux, principalement aux températures d’usinage. Le

liant bitumineux, qui donne sa flexibilité et sa cohésion à l’enrobé,

doit être chauffé pour atteindre la viscosité nécessaire au malaxage

avec les matériaux pierreux qui, pour leur part, doivent être chauffés et

privés d’humidité pour adhérer au liant. L’adhésivité des matériaux est

cruciale pour que l’enrobé ne soit pas affaibli et, par conséquent, pour

que tous les paramètres minimum exigés, aussi bien volumétriques que

mécaniques, soient atteints. Ainsi, dans la technologie traditionnelle, le

chauffage élevé de ces matériaux est inévitable.

Toutefois, les hautes températures d’usinage des enrobés

bitumineux produisent des impacts environnementaux dus

principalement à l’utilisation de combustibles fossiles. De ce fait, une

série de technologies ont été développées pour réduire les températures

d’usinage et de compactage tout en maintenant l’adhésion entre les

matériaux constituant les enrobés. Ainsi surgirent les dits Warm Mix

Asphalt ([W.M.A.]) ou enrobés tièdes.

De nos jours, il existe trois formes de production d’enrobés tièdes.

La première passe par l’insertion d’additifs chimiques, la deuxième

utilise des additifs organiques et la troisième est le processus utilisant

de la mousse de bitume.

42

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

2.13.6.1. Additifs chimiques

Ils ont pour base des amines gras et des tensioactifs. Selon

Agnusdei (2011), les amines gras sont produits par réaction entre

amines et acides gras. Ces produits, avec les dits modificateurs

chimiques, ne modifient pas le comportement rhéologique de bitume,

c’est-à-dire sa viscosité, mais la tension d’interface entre les acides

et le liant bitumineux, améliorant ainsi l’adhésivité entre eux, la

maniabilité et la compactabilité des enrobés. Cela permet de réduire

les températures d’usinage et de compactage.

Ces additifs peuvent être incorporés au liant bitumineux dans le

réservoir ou dans le malaxeur de la centrale. Certaines émulsions

peuvent également être utilisées dans le même but.

2.13.6.2. Additifs organiques

Mélangés au liant bitumineux, ils modifient ses propriétés

rhéologiques en diminuant sa viscosité à des températures élevées.

L’augmentation de la maniabilité permet au liant de mieux envelopper

les granulats pierreux pour que l’enrobé soit plus facilement

compactable. Ce changement ne prend place que pendant les stages

d’enrobage et de compactage. Quand la température retombe, le liant

reprend son comportement rhéologique original.

2.13.7. Mousse de bitume

Il s’agit d’un mélange de liant bitumineux avec de l’eau de

manière directe ou indirecte. La production indirecte de mousse

dans le liant passe par l’incorporation de matériaux hydrophiles

(zéolithes synthétiques) ou l’incorporation de sable humide pendant

la fabrication de l’enrobé. La production directe de mousse se fait

par un mélange d’eau dans le bitume dans une chambre d’expansion

The chemical additives are based on fatty amines and sur-

factants. According to Agnusdei (2011), the fatty amines are

produced by a reaction between amines and fatty acids. These

products, along with those called chemical modifiers, do not

change the rheological behavior of asphalt, meaning its visco-

sity. Their action is to modify the interfacial tension between the

dry aggregates and the asphalt binder, thereby improving the

adhesiveness between the materials, as well as the workability

and compactability of the mixtures. Because of this it makes it

possible to reduce the production and compacting tempera-

tures.

These additives can be incorporated into the bitumen in the

tank or into the mixer of the plant. There are emulsions that can

also be used for the same purpose.

Organic additives or waxes, when mixed with bitumen,

change its rheological properties, decreasing its viscosity at

high temperatures. The increased workability is the pheno-

menon that allows better coverage by the binding agent over

the stone aggregates and higher compacting capability. This

change occurs only during the early stages of mixing and com-

pacting. When there is a reduction in the temperature of the

binding agent, it reverts to the rheological behavior of the origi-

nal binding agent.

2.13.7. Foamed bitumen

This is a blend of bitumen with water and the mixture of these

fluids may occur directly or indirectly. The indirect production of

foam in the binding agent takes place by incorporating hydro-

philic material (synthetic zeolites) or adding moist sand during

the manufacturing of the asphalt mix. The direct production of

foam occurs when the mixture is done of water in bitumen in

43

2.M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

an appropriate expansion chamber. Thus, when water comes

in contact with the hot asphalt, the temperature of the water in-

creases rapidly until it reaches 100 °C. This causes the water to

evaporate, increasing the volume of the binder by more than 15

times and thereby producing asphalt foam. This foam lubricates

the aggregates in the asphalt by reducing viscosity, improving

the workability of the product, and facilitating the mixing and

application at lower temperatures.

appropriée. Quand l’eau entre en contact avec le bitume chaud, la

température de l’eau augmente rapidement jusqu’à atteindre 100°C,

quand elle s’évapore, augmentant le volume du liant de plus de 15

fois et produisant la mousse de bitume. Elle lubrifie les granulats dans

le bitume en réduisant la viscosité, ce qui améliore la maniabilité du

produit et facilite l’enrobage et la mise en œuvre à des températures

plus basses (Ronchetti et. al., 2011).

Injection of air, water, and asphalt binder

causes the effect of foamed asphalt

L’injection d’air, d’eau et de liant bitumineux

provoque un effet d’enrobé mousseux

44

2.M

AT

ER

IAL D

OS

ING

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

Il est possible d’installer une trémie pour injecter des fibres de

cellulose nécessaires dans des mélanges comme le S.M.A. (Stone

Matrix Asphalt). La fibre présente une aire superficielle élevée par

rapport à son poids et permet d’incorporer plus de liant bitumineux

dans l’enrobé.

Ces fibres palettisées et mélangées au liant bitumineux peuvent être

introduites dans l’enrobé grâce à une trémie de dosage identique à celle

utilisée pour les fillers artificiels. Cette trémie dose la quantité exacte de

fibres dans l’enrobé selon la formule saisie sur l’automate de la centrale.

Selon le type de fibre, il faut les mélanger avec un filler pour faciliter leur

transport jusqu’au malaxeur.

Quand elles sont ouvertes, les fibres doivent être incorporées à

l’enrobé en utilisant un appareil pneumatique qui les transporte vers

le malaxeur.

2.14. Fibers Dosing System

Dosage de fibres

Fiber bin is positioned next to the plant

Le doseur de fibres est placé près de la centrale

It is possible to install a bin for the injection of cellulose fibers

needed for mixtures such as SMA (Stone Matrix Asphalt). Fiber

has a high surface area in relation to its weight and this allows a

greater amount of bitumen to be incorporated into the asphalt

mix.

These pellet fibers are mixed with the bitumen and can be

added to the mixture through a dosing silo identical to the one

used for artificial filler. This silo doses just the right amount of

fibers into the asphalt mixture according to a formula established

on the operation panel of the plant. Depending on the type of

fiber, it may be necessary to mix them with some type of filler to

facilitate the transport to the mixer.

When opened, the fibers should be incorporated into the

mixture by pneumatic equipment that transports the fiber to the

mixer.

45

2. M

AT

ER

IAL

DO

SIN

G S

YS

TE

M |

SY

ST

ÈM

E D

E D

OS

AG

E D

ES

MA

TÉ

RIA

UX

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

The stage of dosage of the materials for the production of

asphalt concrete is very important for the quality of the final pro-

duct. The granule size distribution of the aggregates is one of

its main characteristics and effectively influences the behavior

of asphalt pavements. It also determines the amount of bitumen

required for coating the aggregates, depending on their specific

surface. The mixture of aggregates and bitumen defines all the

volumetric characteristics of the asphalt concrete. Therefore,

the ratios of the formula depend on the granulometric curve,

and any variation in the aggregates implies in a new bitumen/

aggregate relation and consequentially a new volume ratio of

the final product.

2.15. Control over the flow of materials - aggregates and bitumen

Contrôle du débit des matériaux : granulats et liant bitumineux

L’étape de dosage des matériaux pour la fabrication d’enrobés est très

importante pour la qualité du produit final. La distribution granulométrique

des granulats est l’une de ses principales caractéristiques et elle a

effectivement une influence sur le comportement des revêtements

bitumineux (Pavimentação Asfáltica – Edição 2008). Elle détermine

également la quantité de liant bitumineux nécessaire pour envelopper

les granulats, en fonction de leur superficie spécifique. Le malaxage

de granulats et de liant bitumineux définit toutes les caractéristiques

volumétriques de l’enrobé. La teneur du projet dépend donc de la courbe

granulométrique et toute variation des granulats exige une nouvelle relation

bitume-granulats et, par conséquent, une nouvelle relation volumétrique

du produit final.

AGGREGATES DRYING SYSTEMSystème de séchage des granulats

48

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

3.1. Fundamentals for drying the aggregates

Fondement du séchage des granulats

In order to have the asphalt mixture with a perfect adhesion

between the aggregates and bitumen, it is essential that the

moisture be removed from the aggregates and that they are

heated before being mixed with the bitumen. The water

contained in the surface and in the pores of the aggregates

hinders the production of hot mixtures. The aggregates have a

greater attraction for water than for the asphalt, thus breaking

the adhesive bond between them.

The moisture of the aggregates is the main limiting factor in the

production of asphalt mixtures. That is why it is necessary to remove

all the moisture both on the surface as well as that absorbed.

Pour que l’adhésivité entre granulats et le liant bitumineux l’enrobé

soit parfaite, il est fondamental de retirer toute l’humidité des granulats

et de les chauffer avant le malaxage. L’eau contenue à la surface

et dans les pores des granulats nuit à la production de mélanges à

chaud. Les granulats attirent plus l’eau que le bitume, ce qui rompt la

liaison adhérente entre eux.

L’humidité des granulats est la principale limitation pour la

production d’enrobés bitumineux. Il faut donc retirer toute l’humidité

aussi bien superficielle qu’absorbée.

AGGREGATES DRYING SYSTEM

Système de séchage des granulats

Wet aggregates: Wet aggregates:

Dry aggregates

Granulats humides : Granulats humides :

D t

49

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

3.2. Aggregate dryer

Sécheur de granulats

This component has the function of removing the moisture

from the aggregates, do their pre-mix, and unload them into

the mixer. It is made out of carbon steel that is resistant to high

temperatures so as not to undergo deformation. The aggregate

is transported internally because of its horizontal angle and the

rotating speed of the drum, which is supported on rollers.

C’est le composant qui élimine l’humidité des granulats et les pré-

homogénéise avant de les décharger dans le malaxeur. Il est constitué

de plaques d’acier carbone résistantes aux températures élevées

pour ne pas subir de déformation. Les granulats sont transportés

internement en fonction de son angle par rapport à horizontale et de la

vitesse de rotation du tambour, transmise par les rouleaux.

3.3. Types of dryers

Types de sécheurs

3.3.1. Drum-mixer dryer

This mechanical set is divided into drying, heating, and mi-

xing zones. The drum has a rotating speed of approximately

10 RPM and a specific horizontal angle with internal fins with

different functions to remove the moisture from the stones, heat

them to the desired temperature, and for mixing. This drum-

-mixer design has limitations as to drying when the aggregates

have a water absorption above 1%. The drum mixers can be

divided into parallel flow and counterflow.

3.3.1. Tambour sécheur malaxeur

Il s’agit d’un ensemble mécanique divisé en zone de séchage, de

chauffage et de malaxage. Un tambour, tournant à environ 10 t/min

formant un angle donné par rapport à l’horizontale, équipé d’ailettes

internes, chacune ayant une fonction propre, pour retirer l’humidité

des matériaux pierreux et les chauffer jusqu’à la température désirée.

Cette conception de tambour-malaxeur présente des limitations pour

le séchage quand les granulats ont une absorption d’eau supérieure à

1%. Les tambours sécheurs malaxeurs (tambours-malaxeurs) peuvent

être à courants parallèles ou à contre-courant.

50

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

FLAME

AGGREGATES

EXHAUSTION

VIRGIN AGGREGATES

BURNER

BITUMEN

HOT MIX

3.3.1.1. Drum-Mixer parallel flow dryer

The aggregates enter the drum near the burner flame. They

receive a lot of energy at the beginning and move away from the

heat source. The temperature of the exhaust gases in a parallel

flow system is high. The energy delivered to the gases is consi-

dered as a loss. Thus, the higher the temperature of the gases,

the lower will be the energy delivered to the aggregates, and the

lower will be the thermal efficiency of the plant.

In this system, the moisture absorbed in aggregates may not

be completely removed, resulting in an asphalt mixture with the

presence of moisture, thus breaking the adhesive bond betwe-

en the materials.

They are usually older Drum Mixer plants without a bag house.

3.3.1.1. Tambour sécheur malaxeur à courants parallèles

Les granulats entrent dans le tambour du côté du brûleur. Ils

sont soumis à une forte chaleur au début dont ils s’éloignent peu à

peu. Dans le système à courants parallèles, la température des gaz

d’échappement est élevée et l’énergie communiquée aux gaz est

considérée comme perdue. Donc, plus la température des gaz est

élevée, moins les granulats recevront d’énergie et moins la centrale

sera efficace, thermiquement.

Dans ce système, l’humidité absorbée par les granulats peut ne pas

être complètement retirée, produisant un enrobé avec de l’humidité,

qui rompt l’adhésivité des matériaux.

Ils sont normalement associés à des centrales Tambour sécheur

malaxeurs sans filtre à manches, de fabrication ancienne.

51

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

3.3.1.2. Drum-mixer dryer in counterflow

The aggregates enter the drum at the opposite side of the

flame, thus giving it the name of counterflow drying.

At the beginning of the drying system, the fins inside the

dryer are “J” shaped, causing a cascade, which is the phe-

nomenon that occurs when the aggregates reach the upper

section of the dryer by them turning and tumbling to the lower

portion, forming curtains of aggregates. Fins called mixed are

placed in the middle portion of the dryer where the cascading is

less intense. Towards the end, the aggregates are transported

to the bed of the dryer where there is no cascading effect.

The design of a drum-mixer dryer may impair the complete

drying of the aggregates due to its short drying length.

3.3.1.2. Tambour sécheur malaxeur à contre-courant

Les granulats entrent dans le tambour par le côté opposé à la

flamme, caractérisant un séchage à contre-courant.

Dans la première partie de ce système de séchage, les ailettes

internes du sécheur ont une forme en « J », pour permettre un effet

cascade quand les granulats entrent dans la portion supérieure

du sécheur. La rotation et la gravité les fait tomber dans la partie

inférieure, formant des rideaux de granulats. La portion médiane est

munie d’ailettes dites mixtes pour un effet de cascade moins intense.

Finalement, les granulats tombent dans le berceau du sécheur où il n’y

a plus d’effet de cascade.

La conception d’un tambour sécheur-malaxeur peut nuire au

séchage complet des granulats en fonction de la courte longueur de

séchage.

FLAME

AGGREGATES

VIRGIN AGGREGATES

BURNER

52

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

3.3.2. Dedicated dryer in counterflow

This dryer drum is dedicated only to drying, heating, and pre-

-mixing of the aggregates, which enter the opposite side of the

burner flame. It is associated with plants that have an external

pug-mill mixer.

The input of the aggregates into the drum is done by a screw

conveyor that unloads them into the drying system. In this stage

begins the process of cascading, whose primary mechanism of

heat transfer is convection. After the cascading zone there are

mixed fins providing heat exchange by convection, radiation,

and even conduction because the aggregates are closer to the

heat source and stay longer on the fins. The first two steps are

aimed at removing all the moisture contained in the pores and

surface of the aggregates.

Finally, the dryer has radiation fins in the shape of an inver-

ted “V”. In this stage the aggregates, now free of moisture, are

heated to the desired temperature. The primary heat exchange

phenomenon in this last stage is radiation because the aggre-

gates are very close to the flame of the burner. There is also the

phenomenon of conduction in this stage because the aggre-

gates are in constant contact with the inner walls of the dryer.

3.3.2. Sécheur dédié à contre-courant

Tambour sécheur dédié exclusivement au séchage, au chauffage

et à la pré-homogénéisation des granulats, qui entrent par le côté

opposé à la flamme de la chaudière. Il est associé à des centrales

avec malaxeur externe de type pug-mill.

L’entrée des granulats dans le tambour se fait par un convoyeur à

vis qui les précipite dans le système de séchage. Commence alors un

processus d’effet de cascade dont le principal mécanisme de transfert

de chaleur est la convection. Après la zone d’effet de cascade, des

ailettes mixtes fournissent un échange de chaleur par convection,

radiation et même conduction, car les granulats sont plus proches

de la source de chaleur et restent plus longtemps en contact avec

les ailettes. Ces deux premières étapes vise à retirer toute l’humidité

contenue dans les pores et la surface des granulats.

Finalement, le sécheur présente des ailettes de radiation, avec un

dessin en « V » inversé. Dans cette étape, les granulats, déjà secs, sont

chauffés à la température désirée. Le principal phénomène d’échange

de chaleur est alors la radiation, car les granulats sont très proches

de la flamme de la chaudière. Il existe également un phénomène de

conduction dans cette étape, car les granulats sont constamment en

contact avec les parois internes du sécheur.

53

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

Positioning of the dryer drum in the asphalt plant

Flux des granulats et des gaz dans le

54

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

La chaudière produit de la chaleur par la combustion, qui transforme

une énergie chimique en énergie thermique. Les combustibles peuvent

être liquides ou gazeux. Les combustibles liquides sont divisés en

huiles combustibles légères et lourds.

Pour ce qui est des huiles combustibles, trois paramètres sont

importants. Le premier est leur température de pulvérisation. Leur

Combustibles utilisés

3.5. Types of fuel

Obtaining heat from the burner takes place from burning

fuels, transforming chemical energy into thermal energy. The

fuels can be liquid or gaseous. The liquid ones are divided into

light and heavy oils.

There are three parameters that are important for

classification in relation to fuel oils. The first is its atomization

L’énergie thermique nécessaire pour retirer l’humidité des granulats

et les chauffer à la température du projet provient d’une chaudière,

localisée dans le tambour sécheur de la centrale. Les deux fluides

nécessaires à la combustion sont l’oxygène et un combustible.

L’air envoyé par une soufflante est dosé par une soupape et entre

dans la chaudière, où sa vitesse augmente en raison de la diminution de

la section. Au point où la vitesse de l’air est maximum, le combustible

est injecté par une vanne de contrôle de flux. Le mélange de ces deux

fluides est appelé pulvérisation.

The thermal energy required to remove moisture from the

aggregates and heat them to the right temperature comes from

a burner located inside the dryer drum. The two fluids required

for burning are oxygen and a fuel.

The air is directed by a fan and dosed by a valve and enters

into the burner being forced to increase its speed by the throt-

tling of the section. The fuel is introduced at the point where the

air velocity is greater after passing through a flow control valve.

The mixture of these two fluids is called atomization.

3.4. Burner

Brûleur

Burner in operation

55

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

temperature. The heating depends on the viscosity vs.

temperature curve. The viscosity optimal for burning is 12 cSt.

The second parameter is the amount of sulfur present in the

fuel, determining the byproducts resulting from the combustion,

and thereby impacting the formation of polluting gases. The

third is the lower heating value (LHV), which is the sum of energy

released as heat during combustion. The higher the LHV, the

greater will be the efficiency of the thermal system. It is best to

use fuels with an LHV greater than or equal to 10,000 kcal/kg.

The types of fuel oils used in asphalt plants are as follows:

temperature have a viscosity that is adequate for atomization or

spraying. Diesel is an example of a light oil.

rocks that require heating to burn. Shale oil, low sulfur fuel oils,

LFP (low flash point), and others are examples of heavy oils.

natural gas (CNG) are used. The first is a mixture of propane

and butane gases, which is a byproduct from the distillation

of petroleum. Natural gas on the other hand consists of more

methane. This gas is a mixture of light hydrocarbons found

underground in oil deposits by accumulation in porous rocks,

the result of the degradation of organic matter. The use of gases

requires special burners.

chauffage dépend de la courbe viscosité x température et une

excellente viscosité pour la combustion est de 12 cSt. Le deuxième est

la quantité de soufre présent dans le combustible, qui définit les sous-

produits résultant de la combustion qui ont un impact sur la formation

de gaz polluants. Le troisième est le pouvoir calorifique inférieur

(P.C.I.), qui est la quantité de chaleur dégagée pendant la combustion.

Plus le P.C.I. est élevé, plus le système thermique et efficace. Il est

recommandé d’utiliser des combustibles ayant P.C.I. supérieur ou égal

a 10 000 kcal/kg.

Les types de combustibles utilisés sur les centrales d’enrobage sont :

ambiante, présentent une viscosité appropriée à l’atomisation ou

pulvérisation, comme le diesel, par exemple.

qui doivent être chauffées pour brûler. L’huile de schiste B.T.S. (basse

teneur en soufre), B.P.E. (bas point d’éclair) et d’autres sont des

exemples d’huiles lourdes.

(G.N.V.). Le premier est un sous-produit de la distillation du pétrole,

un mélange de gaz propane et butane. Le gaz naturel, quant à lui, est

composé d’une plus grande quantité de méthane : c’est un mélange

d’hydrocarbures légers trouvés dans le sous-sol dans des gisements

de pétrole, qui s’est accumulé dans des roches poreuses, comme

résultat de la dégradation de la matière biologique. L’usage de gaz

exige des brûleurs spéciaux.

56

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

3.7. Combustion process

Processus de combustion

Combustion may be defined as any relatively quick chemical

reaction in the gas phase that releases a significant amount of

energy in the form of heat. The primary components for this

reaction are oxygen and fuel.

In an asphalt plant, air and fuel are mixed inside the burner

through an atomization or spraying process. The smaller the

fuel particles, the better the burning will be. Thus, when rea-

ching the combustion chamber, the fuel is in the form of small

La combustion peut être définie comme toute réaction chimique

en phase gazeuse, relativement rapide, dégageant une quantité

significative d’énergie sous forme de chaleur (Keating – 1993).

Les composants primaires de cette réaction sont l’oxygène et le

combustible.

Dans une centrale, l’air et le combustible sont mélangés dans la

chaudière par un processus de pulvérisation (division en particules

The system for heating the fuel in continuous flow based

on thermal oil. Coils heated by thermal oil exchange heat by

conduction with the fuel. Temperature control is done automa-

tically. Heavy oils require a regulator to reach a viscosity suita-

ble for use.

Système de chauffage du combustible, en flux continu, à base

de fluide thermique. Des serpentins échangent de la chaleur par

conduction avec le combustible. Le contrôle de la température est

automatique. Les huiles combustibles lourdes exigent un correcteur

pour atteindre la viscosité appropriée à leur combustion.

3.6. Fuel temperature regulator

Correcteur de température du combustible

57

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

droplets (for oils) or vaporized (for gases). For spraying, the vo-

lumetric ratio between air and fuel is approximately three to one

(three volumes of air to one of fuel). The spraying can occur with

the aid of air or pressure.

The spraying is influenced by the geometry of the burner,

fluid properties, their relative speed, conditions of temperature,

moisture, pressure, among others. A good atomization is es-

sential for the combustion process.

After this mixture, a spark or pilot flame causes the ignition

of the main flame. Once the reaction begins, it is self-sustaining

and supplied with primary air from the blower and with secon-

dary air from the exhauster. There is a new volumetric ratio

between total air and fuel of approximately 13 to 1 (13 volumes

of air to one of fuel).

The asphalt plants could have a flame sensor. It is a photocell

located next to the burner flame. If the flame is not lit for some

problem in the ignition, this device automatically detects the

lack of fire and blocks the fuel pump. This device makes sure

that there will be fuel injected without the presence of fire and

prevents contamination of the aggregates and the bag house

with fuel.

The asphalt plant may have a fuel flow meter that monitors

the flow of this fluid and provides information on the plant’s con-

trol panel.

très petites). Plus les particules de combustible sont petites, plus la

combustion sera efficace. Ainsi, quand il est admis dans la chambre

de combustion, le combustible se trouvera sous forme de gouttelettes

(pour les huiles combustibles) ou de vaporisation (pour les gaz). Pour la

pulvérisation, le rapport volumétrique air-combustible est d’environ 3/1.

La pulvérisation peut se faire à l’aide d’air ou par pression.

Elle est influencée par la conception de la chaudière, les propriétés

des fluides, leur vitesse relative, les conditions de température,

d’humidité et de pression, entre autres. Une bonne pulvérisation est

essentielle au processus de combustion.

Une fois le mélange prêt, une étincelle ou veilleuse provoque

l’allumage de la flamme principale. Après le début de la réaction,

la flamme est auto-entretenue et alimentée en air primaire (de la

soufflante) et secondaire (extracteur). Il existe alors un nouvelle rapport

volumétrique air total-combustible d’environ 13/1.

Les centrales actuelles sont équipées d’un capteur, qui est une

cellule photoélectrique localisée près de la flamme de la chaudière. En

cas d’absence de flamme, à cause d’un éventuel problème d’allumage,

ce dispositif l’accusera automatiquement et bloquera la pompe à

combustible. Cet élément de sécurité garantit qu’il n’y aura aucune

projection de combustible sans la présence de feu et évitera toute

contamination des granulats et du filtre à manches par le combustible.

La centrale peut être munie d’un débitmètre contrôlant le flux

de combustible et fournissant des informations sur le tableau de

commande de la centrale.

58

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

La flamme de la chaudière peut avoir une forme plus oblongue ou

plus courte, grâce à un Modificateur de la Forme de la Flamme (M.F.F.).

Pour que la relation air-combustible se maintienne en 13/1, le système

d’échappement ne doit pas présenter d’augmentation de la perte

de charge. Quand le filtre à manches fonctionne à des températures

inférieures à 100°C, un phénomène de condensation prend place

sur ses parois internes, qui augmente la perte de charge, nuisant à

l’échappement et, par conséquent, réduisant l’efficacité du système

thermique.

Plusieurs causes peuvent provoquer des températures basses

dans le filtre à manches : granulats ayant une humidité et une porosité

élevées, bas pouvoir calorifique du combustible et excès de particules

fines dans l’enrobé. Dans ces situations, il est intéressant que la

flamme ait un dessin oblong (plus effilé), pour chauffer plus les gaz et

éviter ce phénomène.

3.8. Flame control

Réglage de la flamme

The burner flame size can be made longer or shorter by me-

ans of a flame regulator. The exhaust system should not have a

high loss of load for the air-fuel ratio to be maintained at 13 to

1. The phenomenon of condensation occurs on its inner walls

when the bag house works at temperatures below 100 °C. This

increases the loss load, impairing the exhaust and consequen-

tly reducing the efficiency of the thermal system.

There are several causes that can result in low temperatures

in the bag house, including aggregates with a high moisture

and high porosity, low calorific value of the fuel, and too many

fine particles in the mixture. In these situations it is better if the

flame has an elongated shape (thinner) in order to warm the

gases more and avoid this phenomenon.

59

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

Chambre de combustion

3.9. Combustion chamber

This component is positioned at the end of the dryer drum,

insulating the drying system. The burner is positioned at the

center of this chamber. It is made out of carbon steel that is

resistant to high temperatures and internally it is lined with ther-

mal insulation. It collects the dry aggregates and transfers them

to the mixer through a chute by gravity. It is possible to take

samples of the aggregates from this chute during the drying

process in order to check its temperature and moisture.

Composant placé à la sortie du tambour sécheur pour isoler le

système de séchage. La chaudière est placée au centre de cette

chambre constituée de plaques d’acier carbone résistant aux

températures élevées et revêtues internement d’isolant thermique. Elle

recueille les granulats secs qu’elle transfère ensuite par gravité vers le

malaxeur, dans une goulotte. Il est possible de retirer des échantillons

de granulats de cette goulotte pendant le processus de séchage pour

vérifier la température et l’humidité.

Vieillissement du liant bitumineux

3.10. Aging of bitumen

Bitumen ages due to high temperatures, ultraviolet radiation,

the presence of oxygen, and contact area.

Two main aging mechanisms of bitumen are volatilization

and oxidation. The first one takes place during the production

and compacting processes due to the high temperatures re-

sulting in the evaporation of volatile components. The oxidative

aging is the result of chemical reactions in the asphalt, which

tends to increase asphaltene chains, resulting in less flexibility

of the binding agent. Therefore, it is important to control the

temperatures of the materials and this way minimize these phe-

nomena.

Le liant bitumineux vieillit en raison des hautes températures, des

radiations ultraviolettes, de la présence d’oxygène et de sa superficie

de contact.

Les deux principaux mécanismes de vieillissement du liant

bitumineux sont la volatilisation et l’oxydation. La première a lieu

pendant les processus d’usinage et de compactage en fonction des

hautes températures qui provoquent une évaporation des composants

volatils. Le vieillissement par oxydation est le résultat de réactions

chimiques dans le bitume qui tendent à augmenter la teneur en

asphaltènes, ce qui diminue la flexibilité du liant. Voilà pourquoi, il est

important de contrôler les températures des matériaux pour minimiser

ces phénomènes.

60

3. AG

GR

EG

AT

ES

DR

YIN

G S

YS

TE

M | S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

Humidité des granulats x production

3.11. Moisture of aggregates vs. production

The moisture of the aggregates should be removed inside

the dryer drum and the drying process should be slow and gra-

dual, especially when the aggregates present a high porosity.

The thermal energy required for heating the aggregates co-

mes from a flame caused by the burning of fuel oils or gas. With

this, each plant has a drying capacity (removal of water from

the aggregates) and therefore the plant’s production depends

on their moisture level.

Normally plants are designed to reach maximum produc-

tion if the moisture in aggregates is limited to 3%. Higher rates

of moisture imply in reducing the plant’s production in order

to maintain a constant thermal energy and fuel consumption.

Graph 1 shows the relationship between production, moisture

of the aggregates, and altitude. Graph 2 shows the variation of

fuel consumption depending on the moisture considering an

example of fuel with a calorific value greater than or equal to

10,000 kcal/kg.

L’humidité des granulats doit être supprimée dans le tambour

sécheur de la centrale et ce séchage doit être lent et graduel,

principalement quand les granulats présentent une porosité élevée.

L’énergie thermique nécessaire au chauffage des granulats provient

d’une flamme alimentée par la combustion d’huiles ou de gaz. Chaque

centrale présente donc une capacité de séchage (retrait de l’eau des

granulats) et sa production dépend de leur humidité.

Normalement, les centrales sont conçues pour atteindre leur

production maximum en limitant l’humidité des granulats à 3%. Des

taux d’humidité plus élevés impliquent une réduction de la production

pour maintenir l’énergie thermique et la consommation de carburant

constantes. Le graphique 1 présente la relation entre production,

humidité des granulats et altitude. Le graphique 2 expose la variation

de la consommation de combustible en fonction de l’humidité,

considérant un exemple de combustible ayant un pouvoir calorifique

supérieur ou égal a 10 000 kcal/kg.

61

3. A

GG

RE

GA

TE

S D

RY

ING

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

SÉ

CH

AG

E D

ES

GR

AN

ULA

TS

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0% 1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8%

Prod

uctio

n (t/

h)Pr

oduc

tion

(t/h)

HumiditéMoisture (%)

1000

2000

3000

Altitude (msnm)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

3,00% 4,00% 5,00% 6,00% 7,00%

Fuel

con

sum

ptio

n va

riatio

n (%

)

Moisture (%)

SYSTEM FOR FILTERING THE GASES AND RECOVERING THE FINE AGGREGATESSystème de filtrage des gaz et récupération des fines

64

4. SY

ST

EM

FO

R F

ILTE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S | S

YS

TÈ

ME

DE

FILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

SYSTEM FOR FILTERING THE GASES AND RECOVERING THE FINE AGGREGATESSystème de filtrage des gaz et récupération des fines

In the drying process of the aggregates there is a flow of

gases coming from combustion. These gases are sucked up by

an exhauster and sent to a specific compartment. There needs

to be a filtering process because the gases end up dragging

part of the fine materials coming from the drying process.

Dans le processus de séchage des granulats, un flux de gaz

provient de la combustion. Un extracteur aspire ces gaz et les dirige

vers un compartiment spécifique. Comme ils finissent par entraîner

une partie des matériaux fins provenant du séchage, un processus de

filtrage devient nécessaire.

65ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

4. S

YS

TE

M F

OR

FIL

TE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S |

SY

ST

ÈM

E D

E F

ILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

4.1. Wet-type filter

Filtre à voie humide

This filtering process is characteristic of older plants. They

are typically related to parallel flow drying and internal mixing.

The process begins with increasing the speed of the

gases from the drying drum and sprinkling water against the

particulate matter in suspension. This material then increases in

weight and volume in the form of silt and is thus collected and

transported by pipe to a settling tank.

An environmental liability is created in this process, which

is the silt accumulated in the settling tank. This method has

been replaced by cleaner and more efficient processes with

the possibility of reusing the material suspended in the mixture.

Processus de filtrage caractéristique des centrales anciennes.

Normalement utilisé avec un séchage à courants parallèles et un

malaxeur interne.

Ce processus commence par l’augmentation de la vitesse des

gaz provenant du tambour de séchage et l’aspersion d’eau sur les

particules en suspension. Le poids de ce matériau augmente et il se

transforme en boue. Il est alors recueilli et transporté par une tuyauterie

vers un réservoir de décantation.

Ce processus crée un passif environnemental : la boue accumulée

dans le réservoir de décantation. Cette méthode a été remplacée par

des processus plus propres et efficaces, permettant de recycler ces

matériaux en suspension dans l’enrobé.

Drum Mixer

Transition

Exhauster

Homogenizer

Chimney

Clean Gases

Water

SeparatorDust Output

Silt Output

Mix Output

66

4. SY

ST

EM

FO

R F

ILTE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S | S

YS

TÈ

ME

DE

FILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

4.2. Bag house

Filtre à manches

The method that has replaced the wet-type filter is the bag

house. It was developed to absorb the exhaust gases without

causing environmental damages and also enabling the recovery

of the dust in suspension in the gases to be reintroduced into

the mixture.

At the beginning of the drying system, there is a suction

chamber through which the gases with fine particulate matter are

transported to the exhaust system. This chamber makes the first

selection of particles in a way that only the smallest are suctioned

to the purification systems. The larger particles precipitate inside

this chamber, returning with the flow of larger aggregates.

Pour substituer la voie humide, le filtre à manches a été développé

pour absorber les gaz d’échappement sans causer de dommages

environnementaux et pour permettre de récupérer les fines en

suspension dans les gaz et de les réincorporer dans l’enrobage.

Avant d’être conduits à la tuyauterie d’échappement les gaz

contenant les particules fines passent par une chambre d’aspiration

où une première sélection de particules a lieu, de sorte que seules

les plus petites sont aspirées vers les systèmes de purification. Les

particules plus grandes s’y précipitent et retournent dans le flux des

granulats plus gros.

67ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

4. S

YS

TE

M F

OR

FIL

TE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S |

SY

ST

ÈM

E D

E F

ILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

Inside the filter module there is a set of bags that absorb

the gases and dust in suspension, preventing them from being

blown out to the atmosphere. The material deposited in the

filter hopper is reused by being transported to the mixer. It

is important to control the filter temperature. Below 100 °C

the phenomenon of internal condensation occurs, harming

the process of exhaustion. At high temperatures, the filtering

elements can be damaged depending on the type of bag. In

special applications when there is little presence of dust in

the mixture, the temperature of the gases can be very high,

exceeding the temperature limit of the bags. In these cases,

Nomex bags must be used, which withstand temperatures

above 200 °C.

The bags inside the filter can be made of different types of

materials, the most common being the following:

Dans le module du filtre, un ensemble de manches absorbe

les gaz et les fines en suspension, évitant qu’elles ne soient

rejetées dans l’atmosphère. Le matériau déposé dans la trémie

du filtre est recyclé, car il est transporté jusqu’au malaxeur. Il est

important de contrôler la température du filtre. Au-dessous de

100°C, un phénomène de condensation interne prend place, qui

nuit au processus d’échappement. À des températures élevées,

les éléments filtrants peuvent s’endommager selon le type de

manches. Dans des applications spéciales, quand il y a peu de

fines dans l’enrobé, la température des gaz peut être très élevée

et dépasser la température limite des manches. Dans ces cas, il

faut utiliser des manches Nomex, qui supportent des températures

supérieures à 200°C.

Les manches internes du filtre peuvent être de différents types,

dont les plus communs sont :

68

4. SY

ST

EM

FO

R F

ILTE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S | S

YS

TÈ

ME

DE

FILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

4.2.1. Flat bags

The filtering material is based on needled felt covering a

cylindrical metal frame that retains the particulates present in

the exhaust gases. Air pulse valves clean the bags internally,

loosening the dust attached to them.

The dust penetrates deeper into the bags with this type of

material, making them difficult to clean and for the air to pass

through them. The bags, over time, may get plugged. In this

type of filter, the amount of bags to meet the demand of the

plant is very large and can hinder the equipment portability.

The compressed air pipes for cleaning the filtering elements

become complex, requiring more than one compressor to

perform the task.

4.2.2. Pleated Bags

This type of bag is based on laminated polyester material

and has an accordion shape that ensures a filtering surface

area about seven times larger than in the smooth bags. It has

close to a 100% efficiency in filtering the elements in suspension

in the exhaust gases.

A large filtering area ensures a constant productivity because

the exhaust remains stable and is less susceptible to pressure

variations during production. The ratio of air and fuel is kept

constant and the plant’s production remains unchanged as well

as the temperatures of the gases and asphalt concrete. The

quality of the mixture depends greatly on the temperatures of

the aggregates, and these are ensured by a production process

where the temperatures are constant.

For this type of material, the fine particles are deposited only

on the surface of the bag. Because of this, cleaning becomes

easier with a lower number of mechanical interventions to keep

the bag clean. The dimensions of a filter with pleated bags are

more compact, facilitating portability.

4.2.1. Manches plates

Matériau filtrant à base de feutre aiguilleté recouvrant une structure

métallique cylindrique, qui retient les particules présentes dans les

gaz d’échappement. Des buses d’air de décolmatage permettent de

nettoyer les manches internement, et d’en décoller les fines.

Avec ce type de matériau, la poussière pénètre plus profondément

dans les manches, ce qui rend difficile leur nettoyage et le passage

de l’air. Au long du temps les manches peuvent se saturer et la

quantité de manches, pour suppléer la demande de la centrale

est très élevée, ce qui peut nuire à la mobilité de l’équipement. Les

canalisations d’air comprimé pour nettoyer les éléments filtrants sont

complexes, et exigent plus d’un compresseur pour exécuter cette

tâche.

4.2.2. Manches plissées

Type de manches à base de matériau de polyester laminé qui

présente un dessin en accordéon garantissant une surface de

filtrage environ sept fois supérieur par rapport à celle des manches

plates. Son efficacité se rapproche des 100% pour le filtrage des

éléments en suspension dans les gaz d’échappement.

Une grande surface de filtrage garantit une production constante,

car l’échappement est stable et moins susceptible à des variations

de pression. Le rapport air-combustible se maintient également

constant et la production de la centrale reste inaltérée, ainsi que la

température des gaz et de l’enrobé. La qualité de l’enrobé dépend

beaucoup de la température des granulats, et elle est garantie par

un processus de production où les températures sont constantes.

Avec ce type de matériau, les particules fines ne se déposent

qu’à la surface des manches, ce qui facilite le nettoyage et exige

moins d’interventions mécaniques pour maintenir les manches

propres. Les dimensions d’un filtre à manches plissées sont plus

compactes, facilitant les déplacements.

69ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

4. S

YS

TE

M F

OR

FIL

TE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S |

SY

ST

ÈM

E D

E F

ILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

The compressor is a machine that increases the pressure of

a gas (air) to transfer this energy to a mechanical system. The

pneumatic of the plant system will feed the air pulse valve in the

bag house, the cylinder for opening the flow gate of the silo for

storing the asphalt, and other components.

4.3. Air CompressorCompresseur d’air

Le compresseur est l’équipement qui augmente la pression d’un

gaz (air) pour transférer cette énergie à un système mécanique

quelconque. Le système pneumatique de la centrale alimente les

vannes d’air de décolmatage et le vérin d’ouverture de la trappe de

la trémie de stockage d’enrobés, entre autres.

Air Compressor

70

4. SY

ST

EM

FO

R F

ILTE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S | S

YS

TÈ

ME

DE

FILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

For the correct operation of the drying and filtering process,

it is crucial that there be a control over the temperature of

the gases coming from the dryer. The filtering elements are

damaged when exposed to high temperatures. In order to

control this, the exhaust pipe is designed with a Damper and an

Emergency Valve, ensuring a double protection to the integrity

of the filtering elements.

4.4.1. Cold air damper

This is a mechanism that is triggered pneumatically that

makes it possible to adjust the temperature of the bag house

by allowing cold air into the exhaust pipe. This control takes

place without interrupting the production process.

The temperature of the bag house should preferably be

between 100 °C and 120 °C. A fluid-mechanical actuator

controls the opening of the damper from the voltage of the

plant. This device can be controlled manually or automatically.

4.4. Gas temperature control systemsSystèmes de contrôle de la température des gaz

Pour un fonctionnement correct du processus de séchage et

de filtrage, il est fondamental de contrôler la température des gaz

provenant du sécheur. Les éléments filtrants s’endommagent quand

ils sont exposés à des températures élevées. Pour ce faire, la

tuyauterie d’échappement est munie d’un damper et d’une soupape

d’urgence garantissant une double protection de l’intégrité des

éléments filtrants.

4.4.1. Damper d’air froid

Il s’agit d’un mécanisme d’actionnement pneumatique permettant

de régler la température du filtre à manches par l’admission d’air

froid dans la tuyauterie d’échappement sans avoir à interrompre le

processus de production.

La température du filtre à manches doit se situer entre 100°C

et 120°C. Un actionneur fluido-mécanique commande l’ouverture

du damper. Ce dispositif peut être enclenché manuellement ou

automatiquement.

SS Vortex

Temperature Sensor

Dust Output

Gas Input

Gas Output

DamperTemperature

Sensor

71ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

4. S

YS

TE

M F

OR

FIL

TE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S |

SY

ST

ÈM

E D

E F

ILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

This component is dedicated to particle size separation in a

continuous process. It is a pre-collector of dust located in the air

pipe before the bag house entrance. A vortex or static separator

positioned in the pipe directs the larger particulate matter, of

bigger inertia, to a collector that by gravity introduces it into the

mixer. Therefore, only the fine aggregates passing through the

screen 200 (0.075 mm) enter the bag house. The efficiency of

this system is approximately 90%.

The static separator ensures that the larger, more abrasive

particles do not reach the Bag House. Because of this, it

provides a longer life for the filtering elements and hence does

not affect production. This granule size separation ensures a

higher quality of the asphalt mixture and allows a correction of

failures generated by aggregates with granule size problems.

En manuel, l’opérateur ouvre un certain pourcentage du damper

pour réduire ou maintenir la température du filtre. La sensibilité de

l’opérateur, qui peut ouvrir la soupape de 1% à 100%, est alors

très importante. En automatique, l’opérateur définit la température

où le damper doit commencer à s’ouvrir. Quand la température

est stabilisée et postérieurement réduite, le damper se ferme

automatiquement.

4.4.2. Soupape de sécurité

C’est un système automatique de contrôle de température

protégeant le filtre à manches en fonction de la température détectée

par le capteur PT-100 placé à l’entrée.

Elle peut bloquer complètement l’échappement. Quand elle est

ouverte, elle interrompt le flux de gaz chauds provenant du sécheur

et éteint automatiquement la chaudière de la centrale.

In manual, the operator opens the damper by a certain

percentage in order to reduce or maintain the filter temperature.

In this operation, the operator’s experience is important

because he can open the valve from 1% to 100%. When in

automatic mode, the operator sets the temperature at which

the damper starts to open. When the temperature is stabilized

and after decrease, the damper is automatically closed.

4.4.2. Emergency valve

This is an automatic temperature control system to protect

the bag house in accordance with the temperature detected by

the sensor PT-100 at the entrance of the bag house.

It is a total blocking action of the exhaustion. When

triggered, it interrupts the flow of hot gases from the dryer and

automatically turns off the burner of the plant.

Composant dédié à la séparation granulométrique en processus

continu. Il s’agit d’un précollecteur de poussière localisé dans

la tuyauterie d’air avant l’entrée du filtre à manches. Un vortex ou

stateur placé sur la tuyauterie dévie les particules plus grosses,

plus inertes, vers un collecteur qui, par gravité, les introduit dans

le malaxeur. Ainsi, seules les fines passant par un crible 200 (0,075

mm) entrent dans le filtre à manches. L’efficacité de ce système est

d’environ 90%.

Le séparateur statique garantit que les particules les plus grosses et

les plus abrasive ne passent pas par le filtre à manches. Cela rallonge

la durée de vie des éléments filtrants et, par conséquent, n’affecte pas

la production. Cette séparation granulométrie garantit une meilleure

qualité d’enrobés et permet de corriger les pannes engendrées par

des granulats présentant des problèmes de granulométrie.

Séparateur statique de particules

4.5. Static separator of particles

72

4. SY

ST

EM

FO

R F

ILTE

RIN

G T

HE

GA

SE

S A

ND

RE

CO

VE

RIN

G T

HE

FIN

E A

GG

RE

GA

TE

S | S

YS

TÈ

ME

DE

FILT

RA

GE

DE

S G

AZ

ET

RÉ

CU

PÉ

RA

TIO

N D

ES

FIN

ES

Récupération des fines du filtre à manches

4.6. Recovery of fine aggregates from the Bag House

Les particules fines déposées à la surface du tissu des manches

reçoivent, à des intervalles prédéterminés, une impulsion d’air

comprimé, venant du haut des manches, qui les nettoie et provoque

leur chute dans la trémie du filtre.

L’impulsion d’air est simultanée sur chaque rangée de manches.

Le temps d’impulsion est d’environ 100 millisecondes dans chaque

groupe, et elle est actionnée en séquence pour les autres rangées.

La fréquence d’impulsions est de 8 à 10 secondes, selon le degré de

saturation du filtre.

The fine particulates deposited on the surface of the bag at

predetermined periods receive a pulse of compressed air at the

top of the bag, which cleans them and causes the particulates

to drop into the bag house hopper.

The jet of air occurs simultaneously on a row of bags. The

pulse time is approximately 100 milliseconds in each group, and

it is activated sequentially for the remaining rows. The frequency

of pulses is 8 to 10 seconds, depending on the filter saturation

level.

73ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

MIXERSMalaxeurs

76

5.M

IXE

RS

| MA

LAX

EU

RS

After drying and heating the aggregates, they are introdu-

ced into the mixer, which is the component of the plant dedi-

cated to mixing the aggregates and bitumen. The fine solids

from the bag house, artificial filler, and fibers are also introdu-

ced into the mixer. The goal is to mix the aggregates so that

a thin film of binding agent can coat their surface, forming a

homogeneous, cohesive, and quality mixture.

Après le séchage et le chauffage, les granulats sont introduits dans

le malaxeur, qui est le composant de la centrale servant à les mélanger

au liant bitumineux. Les fines provenant du filtre à manches, le filler

artificiel et les fibres sont également introduits dans le malaxeur pour

homogénéiser les granulats pour que leur surface se recouvre d’une

fine pellicule de liant, produisant un enrobé homogène, cohésif et de

qualité.

MIXERSMALAXEURS

In this system the mixture occurs in the same drum used for

drying the aggregates. The mixing of the heated aggregates

with the bitumen is done by tumbling due to the drum’s angle

and rotation speed.

5.1.1. Drum-mixer in parallel flow

This mixing system is associated with drying in parallel flow.

The mixing of aggregates with bitumen occurs in the same

dryer drum after the aggregates are dried. Because of this,

there is a flow of gases at high temperatures in the mixing envi-

ronment. This energy from the gases by convection is inappro-

priate for the asphalt binder.

It is important to monitor the loss of volatile fractions from the

bitumen in these devices due to the high temperatures of the

mixture.

5.1. Internal mixing (Drum-mixer)

Malaxage interne (T.S.M - Tambour sécheur malaxeur)

Dans ce système, le malaxage a lieu dans le même tambour que le

séchage des granulats. Ainsi, le malaxage des granulats chauffés et du

liant bitumineux prend place par chute en fonction de l’inclinaison et de

la vitesse de rotation du tambour.

5.1.1. Tambour sécheur malaxeur à courants parallèles

Système de malaxage associé à un séchage à courants parallèles.

Le malaxage des granulats et du liant bitumineux a lieu dans le même

tambour, après séchage des granulats. Ainsi, dans le milieu de

malaxage, des gaz à températures élevées circulent. Cette énergie des

gaz par convection est inappropriée pour le liant bitumineux.

Il est important de surveiller la perte de fractions volatiles du liant

bitumineux dans ces équipements, en raison des hautes températures

de malaxage.

77

5.M

IXE

RS

| M

ALA

XE

UR

S

inside the drum

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

5.1.2. Drum-mixer in counterflow

This type of mixing system is associated with counterflow

drying in drum-mixer plants. The mixture in this concept occurs

in the same drum, also by tumbling, in a compartment behind

the burner after the drying of the aggregates. The injection

point of the bitumen is near the burner’s flame and may cause

damage to it by radiation.

5.1.2. Tambour sécheur malaxeur à contre-courant

Système de malaxage associé au séchage à contre-courant,

sur des centrales à tambour sécheur malaxeur. Dans ce concept, le

malaxage a lieu dans le même tambour, également par chute dans un

compartiment en aval de la chaudière après le séchage des granulats.

Le point d’injection du liant bitumineux est proche de la flamme de la

chaudière, ce qui peut lui causer des dommages par radiation.

Burner

78

5.M

IXE

RS

| MA

LAX

EU

RS

This concept of external mixing, separated from the process

of drying and heating the aggregates, preserves the chemical

properties of the bitumen without risk to oxidize it.

The mixing compartment has two shafts working in synchro-

nism and pug-mill removable type paddles that ensure total

coverage of the aggregates and homogeneity of the mixture.

The temperature of this environment is controlled by heating the

walls by thermal oil.

5.2.1. Pug-mill in continuous plants

In this mixer design, the material is transported towards the en-

trance of the drag conveyor as it is mixed. The arms and paddles

are cast in high strength material. These paddles need to be ad-

justed in relation to the bottom of the mixer in order to conform

with the maximum aggregate size. This distance must be 50% to

100% greater than the largest aggregate. If this gap is smaller, grin-

ding may occur of the aggregate. If greater, the mixture will lose

efficiency.

Its access for maintenance is easy because of its removable

covers. Wear plates that are resistant to abrasion line the inside

of the mixer.

The inversion of paddles on the twin shaft makes it possible to

adjust the mixing time and to be used with different applications.

This reversal causes an increase in volume of material in the mixer.

The best filling level is approximately 70%, because if it is too emp-

ty, aggregates are hurled toward the lids, harming the cohesion of

the mixture. If it is too full, which is a level when the paddles cannot

be seen, only the bottom part of the aggregates is effectively mi-

xed, and the top part is left segregated.

For the bitumen coating to occur homogeneously, it is important

that the aggregates (larger ones from the dryer, fine solids from the

bag house, the fine solids from the static separator, artificial filler, and

fibers) be mixed before. The most modern plants provide dry mixing

of the stone materials before injection of the binding agent.

Concept de malaxage séparé du processus de séchage et de

chauffage des granulats, qui préserve les propriétés chimiques du

liant bitumineux, sans risque de l’oxyder. Cette conception peut être

installée sur des centrales de type double-barrel (où le mélange prend

place dans le même tambour mais séparément du séchage) ou de

type pug-mill.

Le compartiment de malaxage du pug-mill possède deux arbres

synchronisés à ailettes amovibles, garantissant un recouvrement total

des granulats et l’homogénéité de l’enrobé. La température de ce

milieu est contrôlée par le chauffage des murs par fluide thermique.

5.2.1. Pug-mill sur centrales continues

Dans cette conception de malaxeur, le matériau est transporté vers

le convoyeur à raclettes à mesure qu’il est mélangé. Les arbres et les

ailettes sont fabriqués en un matériau à la résistance extrêmement

élevée. Ces ailettes peuvent être réglées par rapport au fond du

malaxeur, pour s’ajuster à la taille maximum des granulats. Cette

distance doit être entre 50% et 100% supérieure à la taille du plus gros

granulat. Si elle est plus petite, il peut y avoir trituration. S’il est plus

grande, l’enrobé perdra son efficacité.

Il est facile d’accès pour l’entretien grâce à des couvercles amovibles.

Des plaques d’usure résistantes à l’abrasion revêtissent l’intérieur du

malaxeur.

L’inversion des ailettes sur les deux arbres permet de régler le temps

de malaxage, pour réaliser différentes applications. Cette inversion

provoque une augmentation du volume de matériau dans le malaxeur.

L’on recommande un niveau de remplissage d’environ 70%, car s’il est

trop vide, les granulats sont projetés sur les couvercles supérieurs,

ce qui nuit à la cohésion de l’enrobé. S’il est trop plein, niveau où l’on

ne voit plus les ailettes, seule la partie inférieure des granulats est

effectivement malaxée, ségréguant ainsi la partie supérieure.

Pour que le recouvrement de liant bitumineux soit homogène, il est

important que les granulats (plus gros provenant du sécheur, fines du

filtre à manches, fines du séparateur statique, filler artificiel et fibres)

soient préalablement mélangés. Les centrales plus récentes permettent

un mélange à sec des matériaux pierreux avant l’injection de liant.

5.2. External mixing in a pug-millMalaxage externe

79

5.M

IXE

RS

| M

ALA

XE

UR

S

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

A spray bar with several nozzles distributes the bitumen evenly

on the aggregates, resulting in a uniform mixture of high quality.

Une barre avec plusieurs buses d’aspersion distribue le liant

bitumineux de manière homogène sur les granulats, pour obtenir un

enrobé uniforme et de qualité.

mixer of aggregates and

Malaxeur de granulats et de

5.2.2. Pug-mill in batch plants

The main difference compared to the pug-mill of the conti-

nuous plants is that the asphalt mix is thrown to the center and

does not travel a path toward the opposite side. This is due to

the fact that the asphalt material in batch plants is transported by

gravity, with the opening of the flow gate to the truck positioned

below, and not to a drag conveyor.

It is possible to schedule the time for dry mixture before injec-

ting the binding agent, as this occurs after dosing and weighing

all the aggregates. But this dry mixing time impacts the plant’s

production.

5.2.2. Pug-mill sur centrales discontinues (à gravité)

Leur principale différence par rapport au pug-mill des centrales

continues est que l’enrobé est projeté vers le centre, et ne parcourt pas

un chemin en sens inverse. Cela se doit au fait que, sur les centrales

continues, le matériau bitumineux est transporté par gravité après

l’ouverture de la trappe au-dessus du camion et non par un élévateur.

Il est possible de programmer le temps de mélange à sec avant

l’injection du liant, car il prend place après le dosage et le pesage de

tous les granulats. Cependant ce temps a un impact sur la production

de la centrale.

ASPHALT MIXTRANSPORTATIONAND STORAGESYSTEMSystème de transport et stockage d’enrobé

82

6.A

SP

HA

LT M

IX T

RA

NS

PO

RT

AT

ION

AN

D S

TO

RA

GE

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E T

RA

NS

PO

RT

ET

ST

OC

KA

GE

D’E

NR

OB

É

6.1. Slat conveyor

Convoyeur à raclettes

After mixing the asphalt material, it is transported by a

conveyor with slats and wear plates that are resistant to

abrasion, driven by an electric motor.

Après le malaxage, le matériau bitumineux est transporté par un

convoyeur à raclettes, équipé de plaques d’usure résistant à l’abrasion,

actionné par un moteur électrique.

Slat conveyor carrying the prepared asphalt mixtureConvoyeur à raclettes transportant l’enrobé prêt

ASPHALT MIX TRANSPORTATION AND STORAGE SYSTEMSYSTÈME DE TRANSPORT ET STOCKAGE D’ENROBÉ

83ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

6.A

SP

HA

LT M

IX T

RA

NS

PO

RT

AT

ION

AN

D S

TO

RA

GE

SY

ST

EM

| S

YS

TÈ

ME

DE

TR

AN

SP

OR

T E

T S

TO

CK

AG

E D

’EN

RO

BÉ

6.2. Storage Silo

After transportation, the material is carried to a compartment

dedicated to storing asphalt mixture. The temperature of the

asphalt mixture is monitored from the control cabin by a PT-100

sensor installed inside this silo. The opening and closing of the

flow gate is done by the plant’s pneumatic system.

6.2.1. Small silo

This is an item common to the continuous mobile plants

located at the top of the drag conveyor with a volumetric

capacity between 1 and 2 m³ according to the plant’s maximum

production.

It has a plate to dampen the mixture hurled by the conveyor,

thereby avoiding segregation of the material.

Après le transport, le matériau est conduit vers un compartiment

dédié au stockage du matériau bitumineux prêt. La température de

l’enrobé est contrôlée à partir de la cabine grâce à un capteur PT-100

installé dans cette trémie. L’ouverture et la fermeture de la trappe sont

effectuées par le système pneumatique de la centrale.

6.2.1. Petite trémie

Point commun des centrales continues, elle est localisée sur la

partie supérieure du convoyeur à raclettes. Sa capacité volumétrique

varie entre 1 et 2 m³, selon la production maximum de la centrale.

Elle est équipée d’une plaque pour amortir l’enrobé lancé par le

convoyeur et éviter la ségrégation du matériau.

Trémie de stockage

Small storage silo for unloading into trucks

Petite trémie de stockage pour

déchargement dans les camions

84

6.A

SP

HA

LT M

IX T

RA

NS

PO

RT

AT

ION

AN

D S

TO

RA

GE

SY

ST

EM

| SY

ST

ÈM

E D

E T

RA

NS

PO

RT

ET

ST

OC

KA

GE

D’E

NR

OB

É

6.2.2. Large silo

Compartment that takes the place of the small silo, and it

has a volumetric capacity bigger than 10 m³ with the function

of storing a bigger volume of asphalt material. It is recommen-

ded in cases when there are not enough trucks for continuous

supply.

The storage time can be extended when there is the circula-

tion of heated thermal oil in the walls of the silo, thus making the

application more flexible.

6.2.2. Grande trémie

Ce compartiment d’une capacité volumétrique supérieure à 10 m³,

peut remplacer la petite trémie, pour stocker un plus grand volume

d’enrobé. Elle est recommandée au cas où le nombre de camions ne

suffirait pas à un ravitaillement continu.

Le temps de stockage peut être rallongé quand il y a circulation

de fluide thermique chauffé sur les murs de la trémie, ce qui flexibilise

l’application.

Large storage silo

Grande trémie de stockage

85ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

CONTROLSYSTEM, AUTOMATIONAND OPERATIONSystème de commande, automation etfonctionnement

88

7. CO

NT

RO

L SY

ST

EM

, AU

TO

MA

TIO

N A

ND

OP

ER

AT

ION

| SY

ST

ÈM

E D

E C

OM

MA

ND

E, A

UT

OM

AT

ION

ET

FO

NC

TIO

NN

EM

EN

T

All functions of an asphalt plant are controlled by a graphic

interface called supervisory located inside the control cabin. In

this device, you can graphically view all the subsystems of the

plant as well as motors and production parameters. Figure x

shows the plant’s supervisory system.

Modern plants have a touch screen. The operations are in-

tuitive, making it easier to turn on the motors and control the

temperatures during production.

Formulas are introduced into this interface (percentage by

mass of all the aggregates and bitumen), the moisture of the

aggregates, and the calibration parameters for the feed bins,

filler, fiber, and bitumen.

During the operation, the graphic interface makes the diag-

nosis of possible failures, shows graphs of temperatures of the

systems, and alerts the operator when the temperatures reach

critical levels. This communication is automatic and very valua-

ble for a stable production.

It is also possible to extract production and alert reports. The

loading of trucks can also be controlled and print outs can be

made of reports on production and destination.

Toutes les fonctions d’une centrale sont contrôlées sur une interface

graphique appelée logiciel de contrôle, localisée dans la cabine de

commande. Ce dispositif permet de visualiser graphiquement tous les

sous-systèmes de la centrale, ainsi que les moteurs et paramètres de

production. La figure x montre le logiciel de contrôle de la centrale.

Les centrales modernes ont un écran tactile. Les opérations sont

intuitives, facilitant la mise en marche des moteurs et le contrôle des

températures pendant la production.

Cette interface permet d’introduire les recettes (pourcentage

en masse de tous les granulats et liant bitumineux), l’humidité des

granulats et les paramètres d’étalonnages des trémies de granulats,

de filler, de fibre et de liant bitumineux.

Pendant le fonctionnement, l’interface graphique fait un diagnostic

de pannes éventuelles, montre des graphiques de températures

des systèmes et alerte l’opérateur lorsqu’elles atteignent des valeurs

critiques. Cette communication est automatique et est extrêmement

précieuse pour une production stable.

En outre, il est possible d’obtenir des rapports de production et

d’alertes. Il y a également un contrôle du chargement de camions

permettant d’imprimer des rapports sur la production et sa destination.

CONTROL SYSTEM,AUTOMATION AND OPERATIONSYSTÈME DE COMMANDE,AUTOMATION ET FONCTIONNEMENT

89ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

7. C

ON

TR

OL

SY

ST

EM

, AU

TO

MA

TIO

N A

ND

OP

ER

AT

ION

| S

YS

TÈ

ME

DE

CO

MM

AN

DE

, AU

TO

MA

TIO

N E

T F

ON

CT

ION

NE

ME

NT

7.1. Programmable Logic Controller (PLC)

Automate programmable industriel (A.P.I.)

Cabine de commande

The PLC is considered the “brain of the plant,” enabling its

automation. It is a device that performs functions defined by

a program stored in its memory. It can process thousands of

operations per minute and makes it possible to locate failures

quickly. In this platform there is great reliability of programs and

flexibility for any change to be made to them. The device can

be connected to a network for communication with other PLCs

and computers. It consists of a power source, a processor mo-

dule (CPU), memory, and analog and digital input and output

modules.

The computer circuit should be protected from dust, oil,

moisture, and other contaminants carried by the air. The con-

troller should be set up in a closed place in order to protect

these components and this room should be kept clean and the

door closed whenever possible. The connections on the termi-

nals should be inspected regularly. Defective connections could

cause inappropriate performance by the controller or even da-

mage the system’s components.

All control of production and checking if the systems are run-

ning well is done inside the air-conditioned control cabin that

has the PLC compartment and the operation panel. The latter

can be operated automatically or manually. In the automated

system, the dosing of the aggregates is done by dry weight on

the weighing zone and the correction of each belt speed occurs

automatically. The dosage of bitumen also happens in relation

to the dry weight of the aggregates. The filler and fiber bins de-

pend on the plant’s dry flow.

7.2. Control cabin

L’A.P.I. est considéré comme le « cerveau de la centrale » puisqu’il

permet son automation. Il s’agit d’un dispositif qui exécute des

fonctions définies par un programme sauvegardé en mémoire. Il peut

traiter des milliers d’opérations par minute et permet de localiser les

pannes rapidement. Les programmes de cette plate-forme sont très

fiables et flexibles en cas de besoin de modification. Ce dispositif peut

être branché en réseau pour communiquer avec d’autres A.P.I. et

ordinateurs. Il est composé d’un bloc d’alimentation, d’un processeur,

d’une mémoire et de modules d’entrées et de sorties analogiques et

numériques.

Le circuit de l’automate doit être protégé de la poussière, de l’huile,

de l’humidité et d’autres contaminateurs transportés par l’air. Pour

protéger ces cartes, l’automate doit être installé correctement dans un

endroit fermé dont l’intérieur doit être maintenu propre et dont la porte

doit rester fermée autant que possible. Il faut inspecter régulièrement

les connexions des borniers. Des branchements défectueux peuvent

provoquer un mauvais fonctionnement de l’automate ou des

dommages aux composants du système.

Le contrôle de la production et la vérification du fonctionnement des

systèmes sont exécutés à partir de la cabine de commande climatisée,

comprenant le compartiment de l’A.P.I. et le panneau de commande,

qui peut fonctionner en automatique ou manuel. En automatique, le

dosage des granulats dépend du poids sec sur la zone de pesage et

la vitesse de chaque bande est corrigée automatiquement. Le dosage

du liant bitumineux dépend également du pesage sec des granulats.

Les trémies de filler et de fibre dépendent du débit sec de la centrale.

90

7. CO

NT

RO

L SY

ST

EM

, AU

TO

MA

TIO

N A

ND

OP

ER

AT

ION

| SY

ST

ÈM

E D

E C

OM

MA

ND

E, A

UT

OM

AT

ION

ET

FO

NC

TIO

NN

EM

EN

T

En manuel, l’A.P.I. n’intervient pas. Le dosage des matériaux est

donc réalisé par l’actionnement des moteurs à l’aide des boutons

disposés sur le panneau de contrôle. Il faut faire particulièrement

attention dans ce type de fonctionnement, car il n’y a pas de relation

automatique entre le dosage des granulats et du liant bitumineux. Ces

premiers doivent être dosés en retranchant l’humidité. Par contre, le

liant bitumineux a un débit constant, qui ne dépend que du débit de

la centrale et du pourcentage de la recette. Un langage graphique

accessible facilite la manipulation dans ce type de fonctionnement.

There is no intervention of the PLC in manual operation. In this

mode, the dosing of the materials is done by motors that are tur-

ned on or off by buttons on the control panel. Special attention is

required in this type of operation because there is no automatic re-

lationship between the dosing of the aggregates and the bitumen.

The first should be dosed discounting moisture. The bitumen, on

the other hand, should have a constant flow depending only on the

flow of the plant and the percentage in the formula. The accessible

graphic language streamlines the handling in this operation.

Operation cabin of the asphalt plantCabine d’opération de la centrale

91ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

7. C

ON

TR

OL

SY

ST

EM

, AU

TO

MA

TIO

N A

ND

OP

ER

AT

ION

| S

YS

TÈ

ME

DE

CO

MM

AN

DE

, AU

TO

MA

TIO

N E

T F

ON

CT

ION

NE

ME

NT

7.3. Control of mixing during production

Contrôle de l’enrobé pendant usinage

Screen for operating and monitoring the plant’s functions

Écran de fonctionnement et de surveillance des fonctions de la centrale

During operations in automatic, the operator must control

the temperatures of the gases in the exhaust chamber and bag

house as well as the temperatures of the materials (aggregates,

bitumen, and asphalt mixture).

In plants that have a drum dryer dedicated exclusively to drying

the aggregates, the temperature of the gases in the exhaust cham-

ber is approximately 40 degrees Celsius below the temperature of

the mixture. This temperature variation depends on the length of

the dryer drum in relation to the plant’s production and the confi-

guration of the dryer drum’s internal fins. The amount of fine solids

present in the mixture impacts the temperature of the gases, and

this relationship is inversely proportional. Moreover, the variation of

the temperature of the gases between the suction chamber and

the bag house is small. The cold air damper can be opened when

there is need to reduce the temperature of the bag house. The

plant operator should heat up the materials as specified in the for-

mula and maintain the temperatures of the gases balanced.

En automatique, l’opérateur doit contrôler la températures des

gaz (dans la chambre d’extraction et dans le filtre à manches) et la

températures des matériaux (granulats, liant bitumineux et enrobé).

Sur les centrales équipées d’un tambour sécheur dédié

exclusivement au séchage des granulats, la température des gaz

dans la chambre d’extraction est d’environ 40o Celsius inférieure à

la température de l’enrobé. Cette variation de température dépend

de la longueur du tambour sécheur par rapport à la production de

la centrale et de la configuration des ailettes internes du tambour

sécheur. La quantité de fines présentes dans l’enrobé est inversement

proportionnelle à la température des gaz. En outre, la différence de

température des gaz entre la chambre d’aspiration et le filtre à manches

est faible. Au cas où il faudrait réduire la température du filtre à manches,

il suffit d’actionner le damper d’air froid. L’opérateur de la centrale doit

chauffer les matériaux selon les caractéristiques du projet et maintenir

la température des gaz équilibrée.

92

7. CO

NT

RO

L SY

ST

EM

, AU

TO

MA

TIO

N A

ND

OP

ER

AT

ION

| SY

ST

ÈM

E D

E C

OM

MA

ND

E, A

UT

OM

AT

ION

ET

FO

NC

TIO

NN

EM

EN

T

The PLC logs all events that occur in the plant during pro-

duction. The main ones are compiled in the form of reports.

A screen within the supervisory system is for generating dai-

ly, monthly, or annual reports with consumption statements of

each material, total tons produced, variations of the tempera-

tures of the gases and the asphalt, and a demonstration of the

values of the hour meter. All the formulas used are recorded in

these reports.

7.4. Production reports

Rapports de production

Pendant la production, l’A.P.I. enregistre tous les événements

prenant place sur la centrale. Les principaux sont compilés sous forme

de rapports. Un écran l’automate permet d’engendrer des rapports

journaliers, mensuels ou annuels détaillant la consommation de chaque

matériau, le total de tonnes produites, les variations de température

des gaz et de l’enrobé, et les valeurs de l’horomètre. Toutes les formule

utilisées apparaissent sur ces rapports.

This is a recent technology that makes it possible to monitor

the plant’s production processes via a simple 3G Internet con-

nection. Engineers and production managers can monitor the

operation of the equipment production process from the office

in real time.

The remote monitoring system gives the option to downlo-

ad production logs and upgrade the plant software. In the su-

pervisory system there is also a way to diagnose failures and

preventive maintenance alerts. Remote monitoring permits vi-

sualization only, without being able to interfere in the operation

command, which is entirely the operator’s responsibility.

7.5. Remote monitoring system

Système d’accompagnement quotidien à distance

La technologie récemment adoptée permet de surveiller les

processus de production de la centrale par une simple connexion

3G sur Internet. Ingénieurs et gérants de production peuvent donc

accompagner le processus de production de l’équipement en temps

réel, de leur bureau.

Le système d’accompagnement quotidien à distance permet

de télécharger des historiques de production et de mettre à jour le

logiciel de la centrale. Un système l’automate permet de diagnostiquer

d’éventuelles pannes et alerte en cas de besoin d’un entretien préventif.

La surveillance à distance ne permet que de visualiser, pas d’intervenir

sur les commandes de fonctionnement, qui sont totalement à la charge

de l’opérateur.

93ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

POWERSUPPLY8APPROVISIONNEMENT EN ÉLECTRICITÉ

96

8.PO

WE

R S

UP

PLY

| AP

PR

OV

ISIO

NN

EM

EN

T E

N É

LEC

TR

ICIT

É

POWERSUPPLY8 APPROVISIONNEMENT EN ÉLECTRICITÉ

An asphalt plant is like a small factory that needs electrical

components and an automation system for its operation. It is

important to control all its functions in order to achieve a high

quality end result.

Une centrale est pratiquement une petite usine qui a besoin de

composants électriques et d’un système d’automatisation pour

fonctionner. Pour garantir la qualité du résultat final, il est important de

contrôler toutes les fonctions.

8.1. SUPPLY OF ELECTRICITY

Approvisionnement en électricité

The asphalt plant requires the supply of electricity for its

operation. This occurs by means of a substation (transformer)

connected to the utility grid or by an electrical power generator.

In both cases it is necessary to meet the demand of energy

consumption whose total value is informed through a table of

loads and it depends on the plant configuration.

This energy must be free from any disturbance that affects

its quality, ensuring optimal operation of the equipment. Among

the most common disturbances are transients (voltage variation

with high amplitude), noise (voltage variation with low amplitude

and high frequency), harmonic, (nonlinear loads connected to

the network), and voltage interruptions.

La centrale a besoin d’énergie électrique pour fonctionner. Celle-

ci peut provenir d’une sous-station (transformateur) branchée sur le

concessionnaire ou d’un générateur d’énergie électrique. Dans ces

deux cas, il faut définir la demande de la consommation d’énergie,

dont la valeur totale est calculée au moyen d’un tableau de charges,

qui dépend de la configuration de la centrale.

Cette énergie ne doit pas être sujette à des perturbations affectant

sa qualité pour garantir le fonctionnement idéal de l’équipement. Parmi

ces perturbations les plus communes sont les surtensions (variation

de tension de grande amplitude), les bruits (variation de tension à

basse amplitude et haute fréquence), les harmoniques (charges non

linéaires liées au réseau) et chutes de tension.

8.P

OW

ER

SU

PP

LY |

AP

PR

OV

ISIO

NN

EM

EN

T E

N É

LEC

TR

ICIT

É

97ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

8.2. Supervision devices

Dispositifs de supervision

There are protection systems against disturbances of the electrical

installation in order to ensure a smooth and safe operation for the

asphalt plant.

8.2.1. Measurement Center

It checks the quality of the electricity that the network offers.

It informs all the values of voltage, current, and frequency; as

well as the active, reactive, and apparent powers, the values of

harmonic distortion of the voltage, and the total power factor.

8.2.2. Voltage monitor

The irregularities of the network voltage can be monitored

by this device, indicating failures by means of LEDs. The plant

control system is communicated with the message “power

failure” resulting in its shutdown for safety reasons.

Pour garantir le bon fonctionnement et la sécurité de la centrale,

celle-ci est équipée de systèmes de protection contre les perturbations

du réseau électrique.

8.2.1. Centrale de mesures

Elle vérifie la qualité de l’énergie électrique fournit par le secteur

et informe toutes les valeurs de tension, courants, fréquences,

puissances actives, réactives et apparentes, de distorsion harmonique

de la tension et le facteur de puissance totale.

8.2.2. Superviseur de Tension

Les irrégularités de tension du secteur sont surveillées par ce

dispositif, qui indique les pannes au moyen de témoins lumineux.

Quand il affiche le message « panne de secteur », l’équipement est

débranché pour des questions de sécurité.

98

8.PO

WE

R S

UP

PLY

| AP

PR

OV

ISIO

NN

EM

EN

T E

N É

LEC

TR

ICIT

É

Batterie de condensateurs placée sur le châssis

8.2.3. Capacitor Bank

This magnetic circuit acts as a filter that attenuates harmonic

distortions, reducing the energy consumed by the plant by

correcting the relationship between the active and reactive

energies generated by electric motors and transformers that

govern the operation of the equipment.

Reactive energy does not do work, but it is necessary for the

magnetization of the field of motors, generators, and transformers,

while the active energy is what actually performs the work. In

summary, power factor indicates if that energy is being well used.

To preserve the correct use of the electricity generated in Brazil

and avoid waste, there is a minimum limit established by law of

0.92 in power factor. If the value is lower, the customer receives

a fine from the power utility company, which can be avoided with

the installation of the Capacitor Bank.

8.2.4. Transient suppressor

This device absorbs the incoming voltage higher than the

nominal if this variation occurs. If the voltage remains at its

nominal value (380/440V), the suppressor does not interfere

with its entrance into the system.

8.2.3. Batterie de condensateurs

Circuit magnétique servant de filtre pour atténuer les distorsions

harmoniques et diminuer la consommation d’énergie de la centrale en

corrigeant la relation entre les énergies actives et réactives engendrées

par les moteurs électriques et les transformateurs régissant le

fonctionnement de l’équipement.

L’énergie réactive ne réalise aucun travail, mais elle est nécessaire

pour magnétiser le champ des moteurs, des générateurs et des

transformateurs, alors que l’énergie active réalise effectivement les

travaux requis. En somme, le facteur de puissance indique si l’énergie

est bien utilisée. Pour préserver l’usage correct de l’énergie électrique

engendrée au Brésil et éviter les gaspillages, la loi établit la limite

minimum du facteur de puissance à 0,92. Au cas où cette valeur serait

inférieure, le client reçoit une amende de la concessionnaire d’énergie,

ce qui peut être évité par l’installation d’une batterie de condensateurs.

8.2.4. Limiteur de surtension

Dispositif qui absorbe la tension d’alimentation supérieure à la

tension nominale, le cas échéant. Si la tension garde sa valeur nominale

(380/440 V), le limiteur n’intervient pas.

99

8.P

OW

ER

SU

PP

LY |

AP

PR

OV

ISIO

NN

EM

EN

T E

N É

LEC

TR

ICIT

É

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

8.3. Electric Power Switch Panel

Armoire électrique

All electrical components are located in a power panel that

is air-conditioned and isolated from the external environment.

It is important to periodically check if all the cables are

properly connected to the terminals of the power panel, which

serve as an interconnection to feed the motors of the plant,

preventing a failure to occur on one of the voltage phases that

could result in the motors and drivers overheating.

Tous les composants électriques sont localisés dans une armoire

électrique climatisée et isolée de l’environnement externe.

Il est important de vérifier périodiquement si tous les câbles

servant à alimenter les moteurs de la centrale sont bien branchés sur

les bornes de l’armoire électrique, pour éviter toute chute de phase

du secteur qui pourrait provoquer une surchauffe des moteurs et

conduits.

8.2.5. Système de mise à la terre

C’est le branchement de tous les ensembles électriques,

électroniques et mécaniques cités en utilisant la terre pour point de

référence et de protection contre les décharges atmosphériques, qui

peuvent causer des dommages irréversibles aux composants de la

centrale.

Différents piquets sont enterrés dans la terre. Pour garantir un

système de mise à la terre efficace, il faut que le sol ait une résistivité

basse, avec une impédance inférieure à 5 Ohms, pour garantir la

dissipation de la décharge électrique.

8.2.5. Grounding system

This is the interconnectedness of all the electrical, electronic,

and mechanical sets using the ground wire as a reference point

and protection against lightning. This can cause irreversible

damage to the components of the plant.

Several formats of rods are buried underground. To ensure

an efficient grounding system, it is necessary that the soil have

low resistivity with an impedance of less than 5 Ohms in order

to ensure the dissipation of the electric discharge.

HOT RECYCLING IN ASPHALT PLANT9RECYCLAGE À CHAUDDANS LA CENTRALE

102

9. HO

T R

EC

YC

LING

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T | R

EC

YC

LAG

E À

CH

AU

D D

AN

S LA

CE

NT

RA

LE

HOT RECYCLING IN ASPHALT PLANT9 RECYCLAGE À CHAUD DANS LA CENTRALE

9.1. Introduction

Introduction

Hot recycling in an asphalt plant aims to combine the recycled

material through milling of the pavement (also called Reclaimed

Asphalt Pavements, known as RAP) with virgin aggregates and

asphalt binder in order to lay pavements with high performance.

Hot Recycling is a simple concept because it results in

savings of material and energy. Highways with problems

because of use, such as the lack of friction on the mat, cracks,

permanent deformation, and other problems, represent a great

potential for the application of this technology.

Le recyclage à chaud dans la centrale vise à combiner le matériau

recyclé par fraisage du revêtement (également appelé RAP - Reclaimed

Asphalt Pavements) avec des granulats et du liant bitumineux vierges,

pour développer des revêtements à haute performance.

Le recyclage à chaud est un concept simple qui se traduit par

des économies de matériau et d’énergie. Des routes présentant

des pathologies découlant de leur utilisation comme, par exemple,

le manque d’adhérence de la couche de roulement, les fissures, les

déformations permanentes et autres problèmes, sont idéales pour

appliquer cette technologie.

Asphalt pavement milling

Fraisage de revêtements bitumineux

103

9. H

OT

RE

CY

CLI

NG

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T |

RE

CY

CLA

GE

À C

HA

UD

DA

NS

LA

CE

NT

RA

LE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

Milled material (RAP)

Matériau fraisé (Granulats bitumineux recyclés)

9.2. Milled or recycled material - characteristics

Matériau fraisé ou recyclé : caractéristiques

Le matériau recyclé présente des granulats disposés selon une

courbe granulométrique donnée et recouverts de liant bitumineux.

Comme résultat du fraisage, ce matériau présente des grumeaux

et éventuellement des granulats fracturés. Le liant bitumineux présente

un niveau de vieillissement considérable selon le liant bitumineux

original, le type de centrale l’ayant usiné, les conditions climatiques de

la région et la durée de vie du revêtement.

The recycled material presents aggregates arranged in a

certain granule size curve and are covered with bitumen.

As a result of milling, this material presents some clods and

some broken aggregates. The bitumen presents a considerable

degree of aging depending on the original bitumen, the type of

plant that manufactured the mixture, the climatic conditions of

the region, and the useful life of the coating.

9. HO

T R

EC

YC

LING

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T | R

EC

YC

LAG

E À

CH

AU

D D

AN

S LA

CE

NT

RA

LE

104

9.2.1. Characteristics of the RAP aggregates

The aggregates from the milled material have characteristics

similar to the originals, and may reduce the granule size due to

the milling process (especially in micromilling).

9.2.2. Characteristics of the bitumen from the RAP

Asphalts suffer from aging (hardening) in a short-term during

machining and compacting. Long-term aging, however, occurs

during the useful life of the pavement.

It is important to know the characteristics of the RAP binder

in order to develop a high performance asphalt concrete

formula. The main features are penetration (0.1 mm) at 25 °C

and viscosity in SSF or cP. The greater the aging of the bitumen,

the lower will be the penetration and the greater the viscosity.

9.2.2.1. Choice of virgin binder

The combination of virgin asphalt binder and an aged one

should result in adequate characteristics for flexible pavements.

The final binding agent of the mixture should have a viscosity

low enough for compacting, a modulus high enough to resist

permanent deformation at high service temperatures, and

flexibility to resist fatigue cracking at intermediate service

temperatures.

The viscosity or penetration of the recycled bitumen is the

input for selecting the appropriate virgin bitumen or use of

aromatic-based additives. As an alternative, aged bitumen

can be combined with a high viscosity virgin binder in order to

develop a high modulus binding agent. It is important to check

the chemical compatibility between the aged and virgin binding

agent.

9.2.1. Caractéristiques des granulats des enrobés recyclés

Les granulats constituant le fraisat présentent des caractéristiques

semblables aux originaux, mais leur granulométrie peut être réduite en

fonction du fraisage (spécialement du micro-fraisage).

9.2.2. Caractéristiques du liant bitumineux des enrobés recyclés

Les bitumes subissent un vieillissement (durcissement) à court

terme pendant l’usinage et le compactage. En outre, un vieillissement

à long terme a lieu pendant la durée de vie utile du revêtement.

Il est donc important de connaître les caractéristiques du liant

des enrobés recyclés pour développer un projet d’enrobés à haute

performance. Les principales caractéristiques sont la pénétration (0,1

mm) à 25°C et la viscosité en SSF ou cP. Plus le liant bitumineux vieillit,

plus sa viscosité augmente et sa pénétration diminue.

9.2.2.1. Choix du liant vierge

La combinaison entre un liant bitumineux vierge et un vieilli doit

fournir des caractéristiques appropriées aux revêtements flexibles.

Le liant final de l’enrobé doit avoir une viscosité suffisamment basse

pour le compactage, un module élastique suffisamment élevé pour

résister aux déformations permanentes à des températures élevées de

service et une bonne flexibilité pour résister aux fissures par fatigue aux

températures intermédiaires de service.

La viscosité ou pénétration du liant bitumineux recyclé est l’input

pour le choix du liant bitumineux vierge approprié ou l’utilisation

d’additifs à base d’aromatiques. En alternance, l’on peut combiner

le liant bitumineux vieilli avec un liant vierge de haute viscosité pour

développer un liant au module élevé. Il est important de vérifier la

compatibilité chimique entre les liants vieilli et vierge.

105

9. H

OT

RE

CY

CLI

NG

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T |

RE

CY

CLA

GE

À C

HA

UD

DA

NS

LA

CE

NT

RA

LE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

9.3. Systems for low recycling rate

Systèmes pour pourcentages bas de recyclage

The recycling rate is the percentage of recycled material

in relation to the total material (recycled material and virgin

aggregates).

The incorporation of RAP into asphalt mixtures requires

some type of heating of this recycled material, because the

entrance of this humid material into the plant’s mixer will for sure

transfer moisture to the virgin aggregates, impairing adhesion

of the mixture. The maximum rate of recycling depends on the

characteristics of the recycled material and on the mechanical

system. When the RAP is heated only by conduction, the

recycling rate is limited to levels between 10% and 15%,

depending on the need to overheat the virgin aggregates.

Le taux de recyclage est le pourcentage de matériau recyclé par

rapport au matériau total (matériau recyclé et granulats vierges).

L’incorporation d’enrobés recyclés dans des enrobés exige un type

de chauffage du matériau recyclé, car l’introduction de ce matériau

humide dans le malaxeur de la centrale transférera fatalement de

l’humidité aux granulats vierges, nuisant à l’adhérence de l’enrobé.

Le pourcentage maximum de recyclage dépend des caractéristiques

du matériau recyclé et du système mécanique. Quand les enrobés

recyclés ne sont chauffés que par conduction, le taux de recyclage est

limité à des valeurs entre 10% et 15%, pour éviter de surchauffer les

granulats vierges.

Supplémentaire pour recevoir le matériau broyé (RAP), avec l’entrée par un anneau spécial pour le séchoir à tambour Silo

106

9. HO

T R

EC

YC

LING

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T | R

EC

YC

LAG

E À

CH

AU

D D

AN

S LA

CE

NT

RA

LE

9.4. Systems for high recycling rate

Systèmes pour pourcentages de recyclage élevés

To produce mixtures with high rates of recycling (up to 50%),

there is a need to heat the milled material by radiation and avoid

overheating the virgin aggregates.

In this case it will be necessary to have a dryer drum

dedicated exclusively to drying the RAP.

Pour produire des enrobés avec un pourcentage élevé de recyclage

(jusqu’à 50%), il faut chauffer le fraisat par radiation, pour éviter de trop

surchauffer les granulats vierges.

Pour ce faire, il faut avoir un tambour sécheur dédié exclusivement

au séchage des enrobés recyclés.

Des composants additionnels configurables forment un module permettant des pourcentages élevés de recyclage

107

9. H

OT

RE

CY

CLI

NG

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T |

RE

CY

CLA

GE

À C

HA

UD

DA

NS

LA

CE

NT

RA

LE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

9.4.1. Grinding

The recycled material will have lots of lumps after the milling

process and this does not allow its immediate use. These

clumps are composed primarily of fine aggregates bonded by

bitumen and hence are the best portion of the milled material.

Due to weathering, these lumps can present strong cohesion,

requiring great mechanical effort to break them up. Therefore,

it is essential to use a mechanical grinding system regardless of

the percentage of recycling material used.

9.4.2. Screening

When you want to work with high recycling rates, it is

recommended to separate these materials into at least two

granule sizes: a fine one and a thick one. This is justified due

to the disproportional ratio in the percentage of binder in the

thick portion compared with the thin one. The thinner portion

has a higher amount of bitumen due to its larger surface area

and therefore should be treated in a special way. The thicker

RAP has less binding agent and requires less care during the

production process.

9.4.3. Dosing of RAP

For the correct dosage of recycled and virgin materials, it

is important to give special attention to the granule size of the

aggregates and the bitumen content present in the RAP. The

granule size of the recycled material determines the addition

of new aggregates, that if properly graded make it possible

to classify the mixture in a specific range. The analysis of the

properties of the recovered bituminous material determines the

choice of the amount and characteristics of the new asphalt

and also of the rejuvenating agent, when necessary, in order to

meet the specifications of the final mixture regarding penetration

and viscosity.

9.4.1. Décroutage

Pendant le fraisage, le recyclé présente grande quantité de

grumeaux, ce qui ne permet pas de l’utiliser immédiatement. Ces

derniers sont essentiellement composés de granulats fins adhérant en

raison du liant bitumineux. Il s’agit donc de la portion la plus noble du

fraisat. En fonction des intempéries, ces grumeaux peuvent présenter

une grande cohésion exigeant beaucoup d’effort mécanique pour les

défaire. Il est fondamental d’utiliser un système mécanique appelé

décroûteur, indépendamment du pourcentage de recyclage utilisé.

9.4.2. Criblage

Qui a l’intention de travailler avec un pourcentage de recyclage élevé

doit séparer ces matériaux en pour le moins deux granulométries, une

fine et une grosse. Cela se justifie par la relation disproportionnée

du pourcentage de liant dans les portions fine et grosse, puisque

la portion plus fine présente plus de liant bitumineux en fonction de

sa plus grande zone superficielle, qui fait qu’elle doit être traitée de

manière spéciale. Les enrobés recyclés plus gros présentent moins de

liant et exigent moins de précautions pendant l’usinage.

9.4.3. Dosage des enrobés recyclés

Pour un dosage correct des matériaux recyclés et vierges, il est

important de faire particulièrement attention à la granulométrie et à

la teneur de liant bitumineux des enrobés recyclés. La granulométrie

du matériau recyclé détermine l’ajout de nouveaux granulats qui,

correctement calculés permettent d’inclure l’enrobé dans une plage

spécifiée. L’analyse des propriétés du liant bitumineux recyclé détermine

le choix de la quantité et des caractéristiques du nouveau bitume et

ainsi que de l’agent rajeunissant, le cas échéant, pour répondre aux

caractéristiques de l’enrobé final en termes de pénétration et viscosité.

108

9. HO

T R

EC

YC

LING

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T | R

EC

YC

LAG

E À

CH

AU

D D

AN

S LA

CE

NT

RA

LE

The RAP should be dosed from a bin preferably with weighing

and that works together with the dosing of virgin materials.

It is necessary to know the granule size of the RAP without

the presence of bitumen and treat it like a new aggregate. The

bitumen content in the RAP should be known and discounted

from the flow of virgin binder in order to take advantage of the

recycled bitumen and avoid excess binder in the mixture. The

larger the recycling rate, the more rigid is the characterization of

the milled material.

Les enrobés recyclés doivent être dosés en trémie, de préférence

avec pesage, en même temps que les matériaux vierges. Il faut

connaître la granulométrie des enrobés recyclés sans la présence de

liant bitumineux et les considérer comme de nouveaux granulats. La

teneur en liant bitumineux des enrobés recyclés doit être connue et

déduite du débit de liant vierge pour profiter du liant bitumineux recyclé

et éviter tout excès de liant dans l’enrobé. Plus le pourcentage de

recyclage est élevé, plus la caractérisation du fraisat doit être rigide.

9.4.4. Drying of RAP

The heating of the RAP is done in a parallel flow dryer drum.

Since the aggregates from the RAP are already covered with a

binding agent, there are no pores in this material and therefore

the moisture is only superficial. Because of this, a parallel flow

system is the most suitable for heating these materials.

A dryer drum dedicated to drying the RAP may include a

ring for adding the fine milled material in order to preserve most

of the RAP’s binding agent. This way the larger milled material

enters at the beginning of the drying system and is heated by

radiation, while the fine material is transported by a concentric

chamber to the dryer drum where it receives energy only by

conduction, and the fine and large portions join only at the end

of this drying system. This technology makes it possible to

increase the recycling rate because it harms the RAP’s binding

agent less, which is already aged.

9.4.4. Séchage des enrobés recyclés

Les enrobés recyclés sont chauffés dans un tambour sécheur à

courants parallèles. Comme les granulats des enrobés recyclés sont

déjà recouverts de liant, ils n’ont pas de pores et, donc, leur humidité

n’est que superficielle. Un système à courants parallèles est le plus

indiqué pour chauffer ces matériaux.

Le tambour sécheur dédié au séchage des enrobés recyclés peut

présenter un anneau pour l’introduction de la partie fine du fraisat

et préserver la plupart du liant des enrobés recyclés. Ainsi, les gros

fraisats entrent au début du système de séchage et chauffent par

radiation, alors que les fines sont transportées par une chambre

concentrique jusqu’au tambour sécheur, où elles reçoivent de l’énergie

que par conduction. À la fin de ce système de séchage, les parcelles

fines et grosses se joignent. Cette technique permet d’élever le taux de

recyclage, car elle nuit à moins au liant des enrobés recyclés, qui est

déjà vieilli.

Séparation granulométrique de

109

9. H

OT

RE

CY

CLI

NG

IN A

SP

HA

LT P

LAN

T |

RE

CY

CLA

GE

À C

HA

UD

DA

NS

LA

CE

NT

RA

LE

ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

9.4.5. Gas exhaust system

The gases generated when heating the recycled materials

are driven into the dryer drum of the conventional asphalt plant.

These gases assist in the combustion in the asphalt plant and

later on are filtered in the bag house.

9.4.6. Mixing of RAP with virgin materials

After the moisture is removed from the RAP, this recycled

material is sent to the plant’s external mixer. Therefore, it is

necessary to adapt this mixer so that the RAP enters at the

beginning of the mixing system. The ideal is that the milled

material, the larger aggregates, the fine solids from the static

separator and the bag house, along with any artificial filler such

as lime, limestone, cement all be mixed together while still dry.

The virgin bitumen should be added later.

Many hot recycling projects have seen the need of introducing

a recycling agent. The goal is to add the aromatics, which are

fractions lost by the bitumen during the aging process. This

additive should be mixed with the RAP immediately before

entering into the mixer, acting directly on the surface of the

milled material and thus contribute to increasing the flexibility

of the mixture.

9.4.5. Système d’échappement des gaz

Les gaz générés pendant le chauffage des matériaux recyclés sont

dirigés vers le tambour sécheur de la centrale conventionnelle, pour

aider à la combustion de la centrale et ils passent ensuite par le filtre

à manches.

9.4.6. Malaxage des enrobés recyclés avec des matériaux vierges

Après retrait de l’humidité, les enrobés recyclés sont conduit vers

le malaxeur externe de la centrale. Pour ce faire, il faut adapter ce

malaxeur pour que les enrobés recyclés soient introduits au début du

malaxage. L’idéal est un malaxage à sec du fraisat, des granulats plus

gros, des fines provenant du séparateur statique et du filtre à manches

et, éventuellement, du filler artificiel (chaux, calcaire, ciment), le liant

bitumineux vierge n’étant ajouté qu’ensuite.

De nombreux projets de recyclage à chaud exigent l’introduction

d’un agent de recyclage pour rajouter des aromatiques, fractions

perdues par le liant bitumineux pendant son vieillissement. Cet additif

doit être mélangé aux enrobés recyclés immédiatement avant l’entrée

dans le malaxeur, car il agit directement sur la surface du fraisat et

contribue ainsi à augmenter la flexibilité de l’enrobé.

110

1. AASHTO - American Association of State Highway

and Transportation - T 19M/ T19-09 – Standard Method of

Test for Bulk Density and Voids in Aggregates, 2009.

2. AASHTO – American Association of State Highway

and Transportation - T 283 – Resistence of Compacted

Bituminous Mixture to Moisture Induced Damage.

3. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas –

NBR 14329 – cimento Asfáltico de Petróleo – Determinação

expedita de resistência á agua (adesividade) sobre agregados

graúdos, 2006.

4. AGNUSDEI, J.O, Misturas Mornas. Novas alternativas

para fabricação, Asfalto em Revista, Jan/Fev 11, p.22-25, 2011.

5. CERATII, J.A.P.,NÚNEZ, W.P.,ROHDE, L. Estudo

laboratorial de comportamento à fadiga e deformação

permanente de misturas asfálticas mornas, 2008.

6. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura

de Transportes - EM 095 –Cimento Asfáltico de Petróleo –

Especificação de Material, 2006.

7. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura de

Transportes - EM 367 – Material de enchimento para misturas

betuminosas – Especificação de material, 1997.

8. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura

de Transportes - ES 031 – Pavimentos Flexíveis – Concreto

asfáltico – Especificação de serviço, 2006.

9. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura

de Transportes - ES 033 – Pavimentos Flexíveis – Concreto

asfáltico reciclado a quente na usina – Especificação de

Serviço, 2005.

10. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura de

Transportes - ME 004 – Material betuminoso – determinação

da viscosidade Saybolt-Furol a alta temperatura método da

película delgada – Método de Ensaio, 1994.

11. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura de

Transportes - ME 078 - Agregado graúdo – adesividade a

ligante betuminoso - Método de Ensaio, 1994.

12. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura de

Transportes - ME 079 –Adesividade a ligante betuminoso -

Método de Ensaio, 1994.

13. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura

de Transportes - ME 081 – Agregados – determinação da

absorção e da densidade de agregado graúdo, 1998.

14. DNIT- Departamento Nacional de Infra-estrutura de

Transportes - ME 086 – Determinação do índice de forma –

Método de ensaio, 1994.

15. Fujie, Zhou., Gautam, Das., Tom, Scullion., Sheng, Hu.

RAP Stockpile management and processing in Texas: state of

the practice and proposed guidelines, 2009.

16. Garcia, Roberto. Combustíveis e combustão industrial.

Editora Interciência, 2002.

17. Lucena, M.C.C., Soares, J.B., Soares, S.A., Leite, L.F.

Reologia de Asfaltos Brasileiros puros e modificados por SBS.

XVIII Congresso de pesquisa e ensino em transportes.

18. Leite, L.F., Tonial, I.A. Qualidade dos cimentos

asfálticos brasileiros segundo especificações SHRP: encontro

de asfalto, Rio de Janeiro: IBP, 1994.

19. Motta, L., Bernucci, Liedi., Ceratti, Jorge., Soares,

Barbosa. Pavimentação Asfáltica – Formação básica para

engenheiros., 2008.

20. Ronchetti, Bernardo., Zubaran, Marcelo., Franceschini,

André. Aplicação de WMA com asfalto espumado no Brasil.

Congresso Ibero-Latinoamericano do Asfalto, 2011.

21. Whiteoak dr .Shell bitumen handbook. shell bitumen

uk London., 1990.

REFERENCES

Références

111ASPHALT PLANTS - TECHNOLOGIES AND PROCESSES | CENTRALE D’ENROBAGE - TECHNOLOGIES ET DES PROCESSUS

All pictures, illustrations and specifications are based on information in force as of the date of approval of this publication. Ciber Equipamentos Rodoviários Ltda. reserves the right to amendspecifications and drawings and to remove components without prior notice. Performance data shall depend on project's conditions. Date of publication: 2017 - No. 7079351

CIBER Equipamentos Rodoviários Ltda.Rua Senhor do Bom Fim, 17791140-380 Porto Alegre / RS · BrazilT: +55 51 3364 9200F: +55 51 3364 9222ciber@ciber.com.br

www.ciber.com.br ciberoficial

WIRTGEN GROUP QUALITY STANDARD