Асфальтирование дорог и прочих коммуникаций всегда имело очень важное значение в нашей жизни. Но рано или поздно можно наблюдать такое явление, как износ дорожного полотна. Могут появляться в дорожном покрытии трещины, сколы, выбоины, и даже ямы, то есть в некоторых местах различных участков полотна требуется ремонт асфальта.
Технология производства ремонта дорожного покрытия была разработана и освоена уже давно, но и сегодня можно столкнуться со случаями недобросовестного исполнения ремонтных работ. Впрочем, к самой технологии это уже не относится, просто появляется необходимость требовать от руководителей ремонтных бригад соблюдения всех установленных норм.
Да, разрушение асфальта – явление достаточно частое даже в высокоразвитых странах, а не только у нас.
Это происходит, несмотря на характеристики прочности, водостойкости, морозостойкости и тому подобных параметров.
Наступает такой момент, когда все равно необходимо прибегнуть к ремонту асфальта. Асфальт – материал в принципе не очень долговечный, к тому же на воздействует множество самых разных факторов, которые будут рассмотрены ниже.
Особенности асфальта
Асфальт еще называют асфальтобетоном . В принципе асфальтобетон аналогичен бетону – он также состоит из песка, щебня и вяжущих компонентов. Но в отличие от бетона, где вяжущий компонент – это цемент, в асфальте этим компонентом является созданный с помощью переработки нефтепродуктов битум.
Асфальт – очень прочный материал, но, однако по прошествии времени в нем появляются различного рода трещины ямы, выбоины.
Износ асфальта происходит по ряду факторов, и не только из-за относительно большого давления автотранспорта на дорожное покрытие:
- Погодно-климатические условия, из которых самым разрушительным является мороз;
- Кроме этого ультрафиолет, который со временем разрушает битум, и даже масло от машин неблаготворно влияет на дорожное покрытие.
В общем, с этими явлениями нужно бороться. устраняет проблемы с дорожным покрытием, хотя необходимо применять комплекс мер по профилактике.
На асфальтовые покрытия каждые несколько лет наносятся новые покрытия, а различные трещины выбоины обрабатываются специальным водостойким герметиком.
Эти герметики необходимы для того, чтобы бороться с различными химическими воздействиями. А если асфальт уже начинает крошиться – тогда необходимо менять покрытие в этом месте целиком. Если же трещины более 20 мм, то можно использовать для их заделки специальный ремонтный состав с добавлением песка, это нужно для создания более жесткого содержимого. После нанесения необходимо дать всем компонентам высохнуть.
Как трещины, так и ямы и выбоины имеют различные размеры, поэтому для их устранения необходимо применение самых разных технологий.
Если в маленьких трещинах можно использовать различного рода герметики, то для устранения ям и выбоин, диаметром больше обычных повреждений, используют так называемый «холодный асфальт». Этот материал имеет свои артикулы и данные, которые говорят о достаточно высоких свойствах холодного асфальта. производится прямо из тары путем засыпания материала на ремонтируемую поверхность и с полным соблюдением технологического процесса.
Также на износ дорожного покрытия влияют такие факторы, как неправильная технология укладки асфальта.
Нюансы укладки асфальта
В нашей стране, к сожалению, это не редкость. На качество очень влияет тот факт, что укладка асфальта происходит во влажной среде, хотя любой строитель должен знать, что попадание влаги в консистенцию материала не только не желательно, но и вредно. Особенно это неблагоприятно, когда влага, попавшая внутрь полотна, замерзает и разрушает внутреннюю целостность дорожного покрытия, значительно ухудшая его характеристики.
И конечно при проведении работ во влажных условиях очень трудно добиться адгезии основания и самого асфальта.
Очень распространены такие явления, как просадка грунта под дорожным полотном, приводящая к его деформации на отдельных участках. Нередко нагрузки на дорожное полотно превышают предельно допустимые по расчетам свойств использованного материала.
Очень плохое воздействие на качество дорожного покрытия имеет порыв под полотно грунтовых вод. В таких случаях ремонт асфальта ведется уже более основательно, часто с полной заменой не только асфальтового покрытия, но и всей основы дороги. Такой ремонт переходит в разряд капитальных ремонтов, когда необходимо задействовать большое количество техники и стройматериалов.
Когда проводить капитальный ремонт асфальта
Итак, капитальный ремонт производят при необходимости очень серьезных решений проблем дорожного полотна. Такой ремонт подразумевает под собой два типа ремонта:
- Первый – это когда снимается самый верхний слой – асфальт и подкладка. Испорченный участок заново засыпается песком, заливается различными растворами, а затем всё снова закладывается битумом. Сверху настилается совершенно новое асфальтовое покрытие;
- Второй тип капитального ремонта – это когда ремонт асфальта в принципе не имеет смысла при больших повреждениях, и остается только подготавливать укладку нового дорожного полотна, учитывая необходимость соблюдения всех требуемых норм и правил.
Но часто не требуется, особенно в тех случаях, если ее строительство проводилось с полным соблюдением всех необходимых норм. При повреждении полотна требуется только текущий ремонт, который затрагивает только состояние асфальта. Текущий ремонт асфальта выполняется обычно в случаях, когда необходимо исправить малые недочеты, залатать какие-то мелкие детали, замазать трещины или устранить относительно небольшие выбоины и ямы.
13.4. Ямочный ремонт покрытий из асфальтобетона и битумоминеральных материалов. Основные способы ямочного ремонта и технологические операции
Задача ямочного ремонта состоит в восстановлении сплошности, ровности, прочности, сцепных качеств и водонепроницаемости покрытия и обеспечении нормативного срока службы отремонтированных участков. При ямочном ремонте применяют различные способы, материалы, машины и оборудование. Выбор того или иного способа зависит от размеров, глубины и количества выбоин и других дефектов покрытия, типа покрытия и материалов его слоев, имеющихся ресурсов, погодных условий, требований к продолжительности ремонтных работ и т.д.
Традиционный способ предусматривает обрубку кромок выбоины с приданием ей прямоугольного очертания, очистку ее от асфальтобетонного лома и грязи, подгрунтовку дна и кромок выбоины, заполнение её ремонтным материалом и уплотнение. Для придания выбоине прямоугольного очертания используют небольшие холодные фрезерные машины, дисковые пилы, перфораторы.
В качестве ремонтного материала преимущественно используют асфальтобетонные смеси, требующие уплотнения, а из средств механизации - малогабаритные катки и вибротрамбовки.
При проведении работ в условиях повышенного увлажнения выбоины перед подгрунтовкой просушивают сжатым воздухом (горячим или холодным), а также с применением горелок инфракрасного излучения. Если покрытие ремонтируют небольшими картами (до 25 м 2), разогревают всю площадь; при ремонте большими картами - по периметру участка.
После подготовки выбоину заполняют ремонтным материалом с учётом запаса на уплотнение. При глубине выбоин до 5 см смесь укладывают в один слой, более 5 см - в два слоя. Уплотнение производят от краёв к середине ремонтируемых участков. При заделке выбоин глубже 5 см в нижний слой укладывают крупнозернистую смесь и уплотняют. Такой метод позволяет получить высокое качество ремонта, но требует выполнения значительного количества операций. Применяется при ремонте всех видов покрытий из асфальтобетонных и битумоминеральных материалов.
Мелкие выбоины глубиной до 1,5-2 см на площади 1-2 м 2 и более ремонтируют по методу поверхностных обработок с применением щебня мелких фракций.
Метод ремонта с разогревом поврежденного покрытия и повторным использованием его материала основан на применении специального оборудования для разогрева покрытия - асфальторазогревателя. Метод позволяет получить высокое качество ремонта, обеспечивает экономию материала, упрощает технологию производства работ, но имеет существенные ограничения по погодным условиям (ветер и температура воздуха). Применяется при ремонте всех видов покрытий из асфальтобетонных и битумоминеральных смесей.
Метод ремонта заполнением выбоин, ям и просадок без вырубания или разогрева старого покрытия заключается в заполнении этих деформаций и разрушений холодной полимерасфальтобетонной смесью, холодным асфальтобетоном, влажной органоминеральной смесью и т.п. Метод отличается простотой исполнения, позволяет выполнять работу в холодную погоду при влажном и мокром покрытии, однако не обеспечивает высокого качества и долговечности отремонтированного покрытия. Применяется при ремонте покрытий на дорогах с низкой интенсивностью движения или как временная, экстренная мера на дорогах с высокой интенсивностью движения.
По типу применяемого ремонтного материала различают две группы способов ямочного ремонта: холодные и горячие .
Холодные способы основаны на использовании в качестве ремонтного материала холодных битумоминеральных смесей, влажных органоминеральных смесей (ВОМС) или холодного асфальтобетона. Применяются в основном для ремонта покрытий из чёрного щебня и холодного асфальтобетона на дорогах низких категорий, а также при необходимости срочной или временной заделки выбоин в более ранние сроки на дорогах высоких категорий.
Работу по ямочному ремонту этим способом начинают весной, как правило, при температуре воздуха не ниже +10°С. При необходимости холодные смеси могут быть использованы для ямочного ремонта и при более низкой температуре (от +5°С до -5°С). В этом случае перед укладкой холодный чёрный щебень или холодную асфальтобетонную смесь разогревают до температуры 50-70°С, при помощи горелок нагревают дно и стенки выбоин до момента появления на их поверхности битума. При отсутствии горелок поверхность дна и стенок обмазывают битумом с вязкостью 130/200 или 200/300, разогретым до температуры 140-150°С. После этого укладывают ремонтный материал и уплотняют.
Формирование покрытия в месте ремонта холодным способом происходит под движением транспорта в течение 20-40 суток и зависит от свойств жидкого битума или битумной эмульсии, вида минерального порошка, погодных условий, интенсивности и состава движения.
Холодные асфальтобетонные слои для ямочного ремонта готовят с применением жидкого среднегустеющего или медленногустеющего битума с вязкостью 70/130, по той же технологии, что и горячие асфальтобетонные смеси, при температуре нагрева битума 80-90°С и температуре смеси на выходе из смесителя 90-120°С. Смеси можно хранить в штабелях высотой до 2 м. В летний период их можно держать на открытых площадках, в осенне-зимний период - в закрытых складах или под навесом.
Ремонтные работы можно выполнять при более низкой температуре воздуха, заготавливать заранее ремонтный материал. Стоимость работ по данной технологии ниже, чем при горячем способе. Главный недостаток состоит в сравнительно небольших сроках службы отремонтированного покрытия на дорогах с движением тяжёлых грузовых автомобилей и автобусов.
Горячие способы основаны на применении в качестве ремонтного материала горячих асфальтобетонных смесей: мелкозернистые, крупнозернистые и песчаные смеси, литой асфальтобетон и др. Состав и свойства применяемой для ремонта асфальтобетонной смеси должны быть аналогичны той, из которой сделано покрытие. Смесь готовится по обычной технологии приготовления горячего асфальтобетона. Горячие способы применяют при ремонте дорог с асфальтобетонным покрытием. Работы можно выполнять при температуре воздуха не ниже +10°С при оттаявшем основании и сухом покрытии. При использовании разогревателя ремонтируемого покрытия допускается выполнять ремонт при температуре воздуха не ниже +5°С. Горячие способы ямочного ремонта позволяют обеспечить более высокое качество и длительный срок службы отремонтированного покрытия.
Как правило, все работы по ямочному ремонту выполняют ранней весной, как только позволят погодные условия и состояние покрытия. Летом и осенью заделку выбоин и ям производят немедленно после их появления. Технология и организация работ различными способами имеют свои особенности. Однако для всех способов ямочного ремонта есть общие технологические операции, которые выполняются в определенной последовательности. Все эти операции можно разделить на подготовительные, основные и заключительные.
Подготовительные работы включают в себя:
установку ограждения мест производства работ, дорожных знаков и устройство освещения, если работы выполняют в ночное время;
разметку мест ремонта (карт);
вырубку, разломку или фрезерование поврежденных участков покрытия и уборку снятого материала;
очистку выбоин от остатков материала, пыли и грязи;
просушку дна и стенок выбоины, если ремонт производится горячим способом при мокром покрытии;
обработку (подгрунтовку) дна и стенок выбоины битумной эмульсией или битумом.
Разметку мест ремонта (карт ремонта) производят при помощи натянутого шнура или мелом с помощью рейки. Место ремонта очерчивают прямыми линиями, параллельными и перпендикулярными оси дороги, придавая контуру правильную форму и захватывая неповреждённое покрытие на ширину 3-5 см. Несколько выбоин, находящихся на расстоянии до 0,5 м одна от другой, объединяют в общую карту.
Вырубку, разломку или фрезерование покрытия в пределах размеченной карты производят на толщину разрушенного слоя покрытия, но не менее 4 см по всей зоне ремонта. При этом если выбоина по глубине затронула нижний слой покрытия, разрыхляется и удаляется толщина нижнего слоя с разрушенной структурой.
Очень важно снять и удалить весь разрушенный и ослабленный слой асфальтобетона, захватывая по всему размеченному контуру полосу шириной не менее 3-5 см из прочного, неразрушенного асфальтобетона. Нельзя оставлять неудалёнными эти краевые полосы выбоины, поскольку монолитность асфальтобетона здесь ослаблена за счёт образования микротрещин, расшатывания и выкрашивания отдельных щебёнок из стен выбоины (рис. 13.10, а). В выбоине собирается вода, которая под динамическим воздействием колёс автомобилей проникает в межслойное пространство и ослабляет сцепление верхнего слоя асфальтобетона с нижним. Поэтому, если оставить ослабленные края выбоины, то после укладки ремонтного материала через некоторое время ослабленные края могут разрушаться, вновь уложенный материал потеряет связь с прочным старым материалом и начнётся развитие выбоины.
Рис. 13.10. Разделка выбоины перед укладкой ремонтного материала: а - разделка ослабленных мест; b- разделка краёв выбоины после фрезерования; 1 - ослабленная стенка выбоины; 2 - отслоившаяся часть покрытия; 3 - разрушенная часть дна выбоины; 4 - обрубленная или скошенная стенка выбоины
Стенки кромок выбоины после вырубания должны быть вертикальными по всему контуру. Вырубка и разломка покрытия может осуществляться при помощи отбойного пневматического молотка или лома, бетонолома, нарезчика швов и рыхлителя или при помощи дорожной фрезы.
При использовании дорожной фрезы для разделки выбоины образуются округленные передняя и задняя стенки выбоины, которые должны быть обрезаны дисковой пилой или отбойным молотком. В противном случае верхняя часть уложенного слоя ремонтного материала в местах сопряжения со старым материалом будет очень тонкой и быстро разрушится (рис. 13.10, b).
Разрыхлённый материал старого покрытия удаляется из выбоины вручную, а при использовании дорожной фрезы снятый материал (гранулят) погрузочным конвейером подается в самосвал и вывозится. Очистку карты осуществляют с помощью лопат, сжатого воздуха, а при большой площади карты - с помощью подметально-уборочных машин. Просушку дна и стенок карты производят по необходимости путём продувки горячим или холодным воздухом.
Обработку вяжущим (подгрунтовку) дна и стенок выбоин производят в случае укладки в качестве ремонтного материала горячих асфальтобетонных смесей. Это необходимо для того, чтобы обеспечить лучшее приживание материала старого асфальтобетона к новому.
Дно и стенки очищенной карты обрабатывают жидким среднегустеющим битумом с вязкостью 40/70, разогретым до температуры 60-70°С с расходом 0,5 л/м 2 или битумной эмульсией с расходом 0,8 л/м 2 . При отсутствии средств механизации битум нагревают в передвижных битумных котлах и распределяют по основанию с помощью лейки.
Заполнение выбоины ремонтным материалом можно производить только после выполнения всех подготовительных работ. Технология укладки и последовательность операций зависит от способа и объёмов выполнения работ, а также от вида ремонтного материала. При небольших объёмах работ и отсутствии средств механизации укладка ремонтного материала может производиться вручную.
Температура горячей асфальтобетонной смеси, доставленной к месту укладки, должна быть близкой к температуре приготовления, но не ниже 110-120°С. Наиболее целесообразно укладывать смесь при такой температуре, когда она легко обрабатывается, а в процессе укладки не образуются волны и деформации при проходе катка. В зависимости от типа смеси и ее состава такой температурой считают: для многощебенистой смеси - 140-160°С; для среднещебенистой смеси - 120-140°С; для малощебенистой смеси - 100-130°С.
Укладка смеси в карту производится в один слой при глубине вырубки до 50 мм и в два слоя при глубине более 50 мм. При этом в нижний слой может быть уложена крупнозернистая смесь с размером щебня до 40 мм, а в верхний слой - только мелкозернистая смесь с размером фракций до 20 мм.
Толщина слоя укладки в рыхлом теле должна быть больше толщины слоя в плотном теле с учётом коэффициента запаса на уплотнение, который принимают: для горячих асфальтобетонных смесей 1,25- 1,30; для холодных асфальтобетонных смесей 1,5-1,6; для влажных органоминеральных смесей 1,7-1,8, для щебёночных и гравийных материалов, обработанных вяжущим, 1,3-1,4.
При укладке ремонтного материала механизированным способом смесь подается из бункера-термоса через поворотный лоток или гибкий рукав большого диаметра непосредственно в выбоину и равномерно разравнивается по всей площади. Укладка асфальтобетонных смесей при заделке карт площадью 10-20 м 2 может производиться асфальтоукладчиком. При этом смесь укладывается на всю ширину карты за один проход, чтобы избежать дополнительного продольного шва сопряжения полос укладки. Уплотнение асфальтобетонной смеси, уложенной в нижний слой покрытия, производят пневмотрамбовками, электротрамбовками или ручными виброкатками по направлению от краев к середине.
Асфальтобетонную смесь, уложенную в верхний слой, а также смесь, уложенную в один слой при глубине выбоины до 50 мм уплотняют самоходным вибрационным катком (вначале два прохода по следу без вибрации, а затем два прохода по следу с вибрацией) или статическими гладковольцовыми катками легкого типа массой 6-8 т до 6 проходов по одному следу, а затем тяжёлыми катками с гладкими вальцами массой 10-18 т до 15-18 проходов по одному следу.
Коэффициент уплотнения должен иметь значение не ниже 0,98 для песчаных и малощебенистых асфальтобетонных смесей и 0,99 для средне- и многощебенистых смесей.
Уплотнение горячих асфальтобетонных смесей начинают при максимально возможной температуре, при которой не образуются деформации в процессе укатки. Уплотнение должно обеспечить не только требуемую плотность, но и ровность ремонтного слоя, а также расположение в одном уровне отремонтированного покрытия со старым. Для лучшего сопряжения нового покрытия со старым и формирования единого монолитного слоя при укладке горячих смесей стык по всему контуру вырубки прогревают при помощи линейки горелок или электроразогревателя. Выступающие над поверхностью покрытия стыки заделок выбоин устраняют фрезерующими или шлифовальными машинами. Заключительные работы - это уборка оставшихся отходов от ремонта с погрузкой их в самосвалы и снятие ограждений и дорожных знаков, восстановление линий разметки в зоне выполнения ямочного ремонта.
Качество ремонта и срок службы отремонтированного покрытия зависят прежде всего от соблюдения требований к качеству выполнения всех технологических операций (рис. 13.11).
Рис. 13.11. Последовательность основных операций ямочного ремонта: а - правильно; b- неправильно; 1 - выбоина до ремонта; 2 - вырубка или вырезание, очистка и обработка вяжущим (подгрунтовка); 3 - заполнение ремонтным материалом; 4 - уплотнение; 5 - вид отремонтированной выбоины
Наиболее важными являются следующие требования:
ремонт должен выполняться при температуре воздуха не ниже допустимой для данного ремонтного материала на сухом и чистом покрытии;
при вырубке старого покрытия должен быть удалён ослабленный материал из всех зон выбоины, где имеются трещины, обломы и выкрашивания; карта ремонта должна быть очищена и просушена;
формы карты ремонта должны быть правильными, стенки отвесными, а дно ровным; вся поверхность выбоины должна быть обработана вяжущим;
ремонтный материал должен быть уложен при оптимальной температуре для данного вида смеси; толщина слоя должна быть больше глубины выбоины с учётом запаса на коэффициент уплотнения;
ремонтный материал должен быть тщательно выровнен и уплотнён вровень с поверхностью покрытия;
не допускается образование слоя нового материала на старом покрытии у кромки карты для избежания толчков при наезде автомобиля и быстрого разрушения отремонтированного участка.
Результатом правильно выполненного ремонта является высота уложенного слоя после уплотнения, точно равная глубине выбоины без неровностей; правильные геометрические формы и незаметные швы, оптимальное уплотнение уложенного материала и его хорошее соединение с материалом старого покрытия, большой срок службы отремонтированного покрытия. Результатом неправильно выполненного ремонта могут являться неровности уплотнённого материла, когда его поверхность выше или ниже поверхности покрытия, произвольные формы карты в плане, недостаточное уплотнение и плохое соединение ремонтного материала с материалом старого покрытия, наличие выступов и наплывов на кромках карты и т.д. Под действием транспорта и климатических факторов участки такого ремонта быстро разрушаются.
Ямочный ремонт покрытий из чёрного щебня или гравия . При ремонте таких покрытий могут быть использованы более простые материалы и методы ремонта, позволяющие снизить затраты на содержание дорог с чёрнощебёночными и чёрногравийными покрытиями. Чаще всего эти методы основаны на применении в качестве ремонтного материала холодных битумоминеральных смесей или материалов, обработанных битумной эмульсией . Одним из таких материалов является смесь органического вяжущего (жидкого битума или эмульсии) с влажным минеральным материалом (щебнем, песком или гравийно-песчаной смесью), укладываемая в холодном состоянии. В качестве активатора при применении жидкого битума или гудрона используется цемент или известь.
Так, например, для ремонта выбоин глубиной до 5 см применяют ремонтную смесь в составе: щебень 5-20 мм - 25 %; песок - 68 %; минеральный порошок - 5 %; цемент (известь) - 2 %; жидкий битум - сверх массы 5 %; вода - около 4 %.
Смесь готовят в мешалках принудительного действия в такой последовательности:
в мешалку загружают минеральные материалы при естественной влажности (щебень, песок, минеральный порошок, активатор), перемешивают;
добавляют расчётное количество воды и перемешивают;
вводят органическое вяжущее, нагретое до температуры 60°С, и окончательно перемешивают.
Количество вводимой воды корректируют в зависимости от собственной влажности минеральных материалов.
При изготовлении смеси минеральные материалы не подогревают и не просушивают, что существенно упрощает технологию приготовления и снижает стоимость материала. Смесь можно заготавливать впрок.
Перед укладкой смеси дно и стенки выбоины не подгрунтовывают битумом или эмульсией, а смачивают или промывают водой. Уложенную смесь уплотняют и открывают движение. Окончательное формирование слоя происходит под движением транспорта.
Ямочный ремонт с применением влажных битумоминеральных смесей можно производить при положительной температуре не выше +30°С и при отрицательной температуре не ниже -10°С в сухую и сырую погоду.
Ямочный ремонт чёрнощебенистых покрытий методом пропитки . В качестве ремонтного материала применяют щебень, предварительно обработанный в мешалке горячим вязким битумом в количестве 1,5-2 % от массы щебня.
После разметки контура выбоины обрубают её края, вскирковывают старые покрытия и удаляют разрыхлённый материал, обрабатывают дно и стенки выбоины горячим битумом с расходом 0,6 л/м 2 . Затем укладывают чёрный щебень фракции 15-30 мм и уплотняют ручной трамбовкой или виброкатком; разливают битум с расходом 4 л/м 2 ; укладывают второй слой чёрного щебня фракций 10-20 мм и уплотняют его; обрабатывают щебень битумом с расходом 2 л/м 2 ; рассыпают каменный отсев фракций 0-10 мм и уплотняют пневматическим вибрационным катком. По такой же технологии можно производить ремонт методом пропитки и с применением щебня, не обработанного битумом. При этом увеличивается расход битума: при первом разливе - 5 л/м 2 , при втором - 3 л/м 2 . Распределённый битум пропитывает слои щебня на всю глубину, в результате чего формируется единый монолитный слой. В этом суть метода пропитки. Для пропитки применяют вязкие битумы 130/200 и 200/300 при температуре 140-160°С.
Упрощённый способ ямочного ремонта с пропиткой щебня битумной эмульсией или жидким битумом широко применяется во Франции для заделывания небольших выбоин на дорогах с низкой и средней интенсивностью движения . Такие выбоины носят название «куриное гнездо».
Технология ремонта состоит из следующих операций:
вначале выбоины или ямы засыпают вручную щебнем крупного размера - 10-14 или 14-25 мм;
затем по мере заполнения рассыпают мелкий щебень фракций 4-6 или 6-10 мм до полного восстановления профиля дороги;
разливают вяжущее: битумную эмульсию или битум в соотношении 1:10, т.е. одна часть вяжущего на десять частей щебня по массе;
вручную при помощи виброплиты производят уплотнение.
Вяжущее проникает в слой щебня до основания, в результате чего образуется монолитный слой. Окончательное формирование происходит под действием движущихся автомобилей.
Кроме прямой пропитки для ямочного ремонта применяют метод обратной пропитки. В этом случае на дно подготовленной карты разливают битум с вязкостью 90/130 или 130/200, разогретый до температуры 180-200°С. Толщина слоя битума должна быть равна 1/5 глубины выбоины. Сразу после разлива горячего битума засыпают минеральный материал: щебень фракций 5-15; 10-15; 15-20 мм, рядовой щебень или гравийно-песчаную смесь с размером частиц до 20 мм. Минеральный материал разравнивают и уплотняют трамбовкой.
При взаимодействии минерального материала, имеющего естественную влажность, с горячим битумом происходит пенообразование и материал пропитывается битумом снизу вверх. Если пена не поднялась до поверхности материала, производят повторный разлив вяжущего из расчёта 0,5 л/м 2 , засыпают тонким слоем щебня и уплотняют.
При глубине выбоины до 6 см все ее заполнения выполняют в один слой. При большей глубине - заполнение производят слоями толщиной 5-6 см. Работы по ямочному ремонту этим способом можно выполнять и при отрицательной температуре воздуха. Однако срок службы отремонтированных участков в этом случае сокращается до 1-2 лет.
Ямочный ремонт с применением щебня, обработанного битумной эмульсией, имеет ряд достоинств: нет необходимости разогревать вяжущее для приготовления смеси; можно укладывать при положительной температуре окружающего воздуха, т.е. с начала весны и до конца осени; быстрый распад катионной эмульсии, что способствует формированию ремонтного слоя; нет обрубки кромок, удаления материала и подгрунтовки.
Для выполнения работ применяют автомобиль-ремонтер, который включает в себя: базовый автомобиль с теплоизолированной цистерной для эмульсии емкостью от 1000 до 1500 л; распределительное устройство для эмульсии (компрессор, шланг, форсунка); бункеры щебня фракций от 2-4 до 14-20. Применяемая катионная эмульсия должна быть с быстрым распадом, содержать 65 % битума и находиться в теплом состоянии при температуре от 30°С до 60°С. Обрабатываемая поверхность должна быть чистой и сухой.
Технология ремонта глубоких ям более 50 мм типа «куриное гнездо» (французская терминология) состоит из следующих операций : укладка слоя щебня фракции 14-20; распределение вяжущего на слой щебня 14-20; укладка 2-го слоя щебня 10-14; распыление вяжущего на слой щебня 10-14; укладка 3-го слоя щебня 6-10; распыление вяжущего на слой щебня 6-10; укладка 4-го слоя щебня 4-6; распыление вяжущего на слой щебня 4-6; укладка 5-го слоя щебня 2-4 и уплотнение.
Важно обеспечить правильное дозирование вяжущего при распылении эмульсии по щебню. Щебень должен быть только покрыт плёнкой вяжущего, но не утоплен в нём. Общий расход вяжущего не должен превышать соотношение вяжущее:щебень = 1:10 по массе. Количество слоев и размер фракций щебня зависит от глубины выбоины. При ремонте мелких выбоин глубиной до 10-15 мм ремонт выполняется в следующем порядке: укладка слоя щебня 4-6; распыление вяжущего на щебень 4-6; распределение щебня 2-4 и уплотнение.
Эти методы применимы при ремонте чёрнощебёночных и чёрногравийных покрытий на дорогах с низкой интенсивностью движения. Недостатки применения таких методов состоят в том, что наличие слоя переменной толщины может стать причиной разрушения краев заплаты, а внешний вид заплаты повторяет очертания выбоины.
Ямочный ремонт асфальтобетонных покрытий с применением асфальтонагревателя . Технология работы значительно упрощается в случае выполнения ямочного ремонта с предварительным разогревом асфальтобетонного покрытия по всей площади карты. Для этих целей может быть использована специальная самоходная машина - асфальторазогреватель, который позволяет разогревать асфальтобетонное покрытие до 100-200°С. Эту же машину применяют для просушивания в сырую погоду ремонтируемых участков.
Режим разогрева состоит из двух периодов: разогрев поверхности покрытия до температуры 180°С и дальнейший более плавный нагрев покрытия по всей ширине до температуры около 80°С в нижней части разогреваемого слоя при неизменной температуре на поверхности покрытия. Режим разогрева регулируется изменением расхода газа и высоты горелок над покрытием от 10 до 20 см.
После разогрева асфальтобетонное покрытие разрыхляется граблями на всю глубину выбоины, к нему добавляют новую горячую асфальтобетонную смесь из бункера-термоса, перемешивают со старой смесью, распределяют по всей ширине карты слоем больше глубины в 1,2-1,3 раза с учётом коэффициента уплотнения и уплотняют от краёв к середине ремонтируемого места ручным виброкатком или самоходным катком. Места сопряжения старого и нового покрытий разогревают с помощью линейки горелок, входящих в состав асфальторазогревателя. Линейка горелок - это передвижная металлическая рама с укреплёнными на ней горелками инфракрасного излучения, которые снабжаются газом из баллонов по гибкому шлангу. Во время проведения ремонтных работ температура покрытия должна быть в пределах 130- 150°С, а к концу работ по уплотнению - не ниже 100-140°С.
Применение асфальтонагревателя значительно упрощает технологию ямочного ремонта и повышает качество работ.
Применение асфальторазогревателей, работающих на газе, требует особого внимания и соблюдения правил техники безопасности. Не допускается работа газовых горелок при скорости ветра более 6-8 м/с, когда порывом ветра может быть погашено пламя на части горелок, а газ из них будет поступать, сконцентрируется в большом количестве и может взорваться.
Значительно безопаснее асфальторазогреватели, работающие на жидком топливе или с электрическими источниками инфракрасного излучения.
Ремонт асфальтобетонных покрытий с применением специальных машин для ямочного ремонта или дорожных ремонтеров . Наиболее эффективным и качественным видом ямочного ремонта является ремонт, выполняемый с применением специальных машин, которые называют дорожными ремонтёрами. Дорожные ремонтёры применяются как средство комплексной механизации дорожно-ремонтных работ, поскольку с их помощью производится не только ямочный ремонт дорожных покрытий, но также заделка трещин и заливка швов.
Технологическая схема ямочного ремонта с использованием дорожного ремонтёра включает в себя обычные операции. Если ремонтёр оснащён разогревателем, технология ремонта значительно облегчается.
Упрощённые способы ямочного ремонта (инъекционные методы) . В последние годы все более широкое распространение получают упрощенные способы ямочного ремонта с использованием специальных машин типа «Savalco» (Швеция), «Раско», «Дьюра Петчер», «Блоу Петчер» и др. В России аналогичные машины выпускают в виде специального прицепного оборудования - пломбировщика марки БЦМ-24 и УДН-1. Ремонт выбоин инъекционным методом выполняют с применением катионной эмульсии. Очистку выбоины под ремонт осуществляют струёй сжатого воздуха или методом всасывания; подгрунтовку - подогретой до 60-75°С эмульсией; заполнение - чернёным в процессе инъекцирования щебнем. При этом методе ремонта обрубку кромок можно не производить.
В качестве ремонтного материала используют щебень фракции 5-8 (10) мм и эмульсию типа ЭБК-2. Применяют концентрированную эмульсию (60-70 %) на битумах БНД 90/130 или 60/90 с ориентировочным расходом 10-11 % от массы щебня. Поверхность отремонтированного участка присыпают белым щебнем слоем в одну щебёнку. Движение открывают через 10-15 мин. Работы выполняют при температуре воздуха не ниже +5°С как на сухом, так и влажном покрытии.
Ямочный ремонт инъекционным методом выполняют в следующем порядке (рис. 13.12):
Рис. 13.12. Ямочный ремонт по упрощённой технологии: 1 - очистка выбоин продувкой сжатым воздухом; 2 - подгрунтовка битумной эмульсией; 3 - заполнение щебнем, обработанным эмульсией; 4 - нанесение тонкого слоя необработанного щебня
первый этап - место ямы или заплаты очищают струей воздуха под давлением, чтобы удалить кусочки асфальтобетона, воду и мусор;
второй этап - подгрунтовка битумной эмульсией дна, стенок выбоины и поверхности прилегающего к ней асфальтобетонного покрытия. Поток эмульсии регулируют контрольным клапаном на основном сопле. Эмульсия поступает в воздушный поток из разбрызгивающего кольца. Температура эмульсии должна быть около 50°С;
третий этап - заполнение выбоины ремонтным материалом. Щебень вводится в поток воздуха при помощи винтового транспортёра, затем попадает в главный мундштук, где покрывается эмульсией из разбрызгивающего кольца, а из него обработанный материал с высокой скоростью выбрасывается в выбоину, распределяется тонкими слоями. Уплотнение происходит за счёт сил, возникающих в результате высоких скоростей выбрасываемого материала. Управление подвесным гибким рукавом осуществляется дистанционно оператором;
четвёртый этап - нанесение защитного слоя из сухого необработанного щебня на участок заплаты. При этом клапан на основном сопле, управляющем потоком эмульсии, выключен.
Следует отметить, что исключение предварительной обрубки краёв выбоины приводит к тому, что в прикромочной зоне выбоины остаётся старый асфальтобетон с нарушенной структурой, имеющий, как правило, пониженное сцепление с нижележащим слоем. Срок службы такой заплаты будет меньше, чем при традиционной технологии. Кроме того, заплаты имеют неправильные формы, что ухудшает внешний вид покрытия.
Ямочный ремонт с применением литых асфальтобетонных смесей . Отличительной особенностью литых асфальтобетонных смесей является то, что их укладывают в текучем состоянии, вследствие чего они легко заполняют выбоины и не требуют уплотнения. Мелкозернистый или песчаный литой асфальт можно применять для ремонта при пониженной температуре воздуха (до -10°С). Чаще всего для ремонтных работ применяют песчаную литую асфальтобетонную смесь, состоящую из природного или искусственного кварцевого песка в количестве 85 % по массе, минерального порошка - 15 % и битума - 10-12 %. Для приготовления литого асфальта применяют вязкий тугоплавкий битум с пенетрацией 40/60. Смесь приготовляется в смесительных установках с мешалками принудительного действия при температуре перемешивания 220-240°С. Транспортировка смеси к месту укладки осуществляется в специальных передвижных котлах типа «Кохер» или в бункерах-термосах.
Доставленная смесь при температуре 200-220°С выливается в подготовленную выбоину и легко разравнивается с помощью деревянных гладилок. Легкоподвижная смесь заполняет все неровности, благодаря высокой температуре разогревает дно и стенки выбоины, в результате чего достигается прочное соединение ремонтного материала со стороны покрытия.
Поскольку мелкозернистая или песчаная литая смесь создает поверхность покрытия с повышенной скользкостью, необходимо применять меры для повышения его сцепных качеств. В этих целях немедленно после распределения смеси по ней рассыпают чёрный щебень 3-5 или 5-8 с расходом 5-8 кг/м 2 так, чтобы щебень был равномерно распределен слоем в одну щебенку. После остывания смеси до 80-100°С прикатывают щебень ручным катком массой 30-50 кг. Когда смесь остынет до температуры окружающего воздуха, лишний щебень, который не втопился в смесь, сметают и открывают движение.
Укладка литых асфальтобетонных смесей при ямочном ремонте может производиться вручную или специальным асфальтоукладчиком с системой обогрева. Достоинство этой технологии состоит в том, что исключаются операции по подгрунтовке ремонтной карты и уплотнению смеси, а также в высокой прочности ремонтного слоя и надёжности швов сопряжения нового и старого материалов. Недостатки состоят в необходимости применения специальных смесителей, передвижных катков с подогревом и смесителей или термосов-бункеров, вязких тугоплавких битумов, а также повышенных требований к технике безопасности и охране труда при работе со смесью, имеющей очень высокую температуру.
Кроме того, литой асфальт в процессе эксплуатации имеет значительно большую прочность и меньшую деформативность по сравнению с обычным асфальтобетоном. Поэтому в случае, когда литым асфальтом ремонтируется покрытие из обычного асфальтобетона, через несколько лет это покрытие начинает разрушаться вокруг заплаты из литого асфальта, что объясняется разницей в физико-механических свойствах старого и нового материала. Литой асфальт чаше всего применяют при ямочном ремонте городских дорог и улиц.
Одним из путей упрощения технологии работ и увеличения строительного сезона является применение в качестве ремонтного материала холодных асфальтобетонных смесей на полимербитумном вяжущем (ПБВ). Эти смеси приготавливают с использованием комплексного вяжущего, которое состоит из битума вязкостью 60/90 в количестве около 80 % по массе вяжущего, полимерной модифицирующей добавки в количестве 5-6 % и растворителя, например дизельного топлива, в количестве 15 % по массе вяжущего. Вяжущее готовится путём перемешивания составляющих при температуре 100-110°С.
Асфальтобетонная смесь на ПБВ готовится в смесителях с принудительным перемешиванием при температуре 50-60°С. Смесь состоит из мелкого щебня фракций 3-10 в количестве 85 % по массе минерального материала, отсева 0-3 в количестве 15 % и вяжущего в количестве 3-4 % от общей массы минерального материала. Затем смесь складируется в открытый штабель, где она может храниться до 2 лет или загружается в мешки или бочки, в которых она может храниться несколько лет, сохраняя свои технологические свойства, в том числе подвижность, пластичность, отсутствие слёживаемости и высокие адгезионные характеристики.
Технология ремонта с применением этой смеси чрезвычайно проста: смесь из кузова автомобиля или из бункера дорожного ремонтера вручную или при помощи рукава подаётся в выбоину и разравнивается, после чего открывается движение транспорта, под действием которого происходит формирование дорожного слоя. Весь процесс ремонта выбоины занимает 2-4 минуты, поскольку исключаются операции по разметке карты, вырубке и очистке выбоины, а также уплотнению катками или виброкатками. Адгезионные свойства смеси сохраняются и при укладке её в выбоины, заполненные водой. Работы по ремонту могут выполняться при отрицательной температуре воздуха, предел которой требует уточнения. Все это делает указанный метод ямочного ремонта весьма привлекательным для практических целей.
Однако он обладает и рядом существенных недостатков. Прежде всего есть вероятность быстрого разрушения отремонтированной выбоины вследствие того, что не удаляются её ослабленные края. При выполнении работ в сырую погоду или при наличии воды в выбоине часть влаги может попасть в микротрещины и поры старого покрытия и при понижении температуры покрытия ниже 0 замерзнуть. При этом может быть инициирован процесс разрушения зоны сопряжения нового и старого материалов. Вторым недостатком этого метода ремонта является сохранение после ремонта неправильной внешней формы выбоины, что ухудшает эстетическое восприятие дороги.
Наличие большого количества способов ямочного ремонта даёт возможность выбора оптимального из них исходя из конкретных условий с учётом состояния дороги, количества и размеров дефектов покрытия, наличия материалов и оборудования, сроков выполнения ремонта и других обстоятельств.
В любом случае необходимо стремиться к ликвидации ямочности на ранней стадии её развития. После ямочного ремонта во многих случаях целесообразно устроить поверхностную обработку или уложить защитный слой, которые придадут однообразный внешний вид покрытию и предотвратят его разрушения.
| " |
п ростое решение извечной проблемы
Главное отличие текущего ремонта асфальта от капитального - это возможность его осуществления без полной замены дорожного покрытия, то есть в разы быстрее и дешевле, но с хорошим практическим результатом (с восстановлением до 85% функциональных характеристик нового дорожного покрытия). При этом хотелось бы подчеркнуть, что текущий ремонт не есть вынужденная полумера - это разновидность полноценного дорожного ремонта.
В зависимости от целей им преследуемых текущий ремонт асфальта принято делить на три основные группы:
- трещинный (заделка трещин установленных толщины и глубины);
- ямочный (устранение крупных выбоин);
- ковровый (локальное обновление асфальтового полотна путем сглаживания так называемых «ковров износа»).
Ямочный ремонт является самым распространенным среди всех вышеперечисленных. Он применяется повсеместно - и на городских улицах, и на дорогах местного значения, и на загородных магистралях. Положительный эффект от него высок вне зависимости от общего состояния ремонтируемого дорожного покрытия. Если, конечно, ремонт был выполнен в соответствии с установленной технологией.
Ямочный ремонт, каким его видят профессионалы
Технологическая последовательность производства ямочного ремонта довольно-таки проста:
- очистка выбоины от мусора, пыли, грунта, асфальтового крошева (очистка производится компрессорным методом - «продувкой»);
- нагрев краев выбоины (необходим для улучшения адгезии);
- заполнение выбоины асфальтовой смесью (с предварительным нанесением битумной эмульсии);
- прикатывание поверхности (способствует выравниванию и уплотнению асфальтовой смеси).
Опыт эксплуатации асфальтобетонных покрытий на городских улицах и дорогах показывает, что срок их службы до капитального ремонта составляет примерно 8-10 лет. На асфальтобетонных покрытиях в процессе эксплуатации появляются всевозможные трещины, сдвиги и колеи (особенно на остановочных пунктах общественного транспорта), проломы и просадки (около люков колодцев, рельсов трамвайных путей, в местах бывших вскрытий дорожных одежд и т. д.). Под воздействием колес транспорта проявляется процесс износа (истирания) поверхностного слоя асфальтобетонного покрытия и с течением времени дорожная одежда теряет необходимую несущую способность.
В соответствии с классификацией ремонт дорожных одежд и покрытий разделяется на три вида: текущий, средний и капитальный. К текущему ремонту относятся работы по неотложному исправлению мелких повреждений с целью недопущения дальнейших разрушений покрытия. Средний ремонт выполнения с целью восстановления несущей способности дорожной одежды и повышения транспортно-эксплуатационных показателей дороги. При капитальном ремонте выполняются работы по полной или частичной замене конструктивных слоев асфальтобетонного покрытия.
Виды деформаций асфальтобетонных покрытий, причины их возникновения и способы устранения приведены в табл. 86.
В состав работ по текущему ремонту асфальтобетонных покрытий входят заделка трещин, ремонт просадок и выбоин, восстановление дорожных одежд после разрытий, устранение волнообразований, наплывов, колей, сдвигов.
Трещины в асфальтобетонных покрытиях обычно возникают в периоды резкого снижения температуры (при сильных и быстронаступающих морозах). В зависимости от ширины трещины разделяются на мелкие - до 0,5 см, средние - до 2 см и большие - до 3 см. Трещины, разрастаясь, приводят к разрушению покрытия дороги. Поэтому их заделку следует считать важным профилактическим мероприятием. Для заливки и заделки трещин рекомендуются следующие материалы: разжиженный или жидкий битум марок СГ-70/130, СГ-130/200, МГ-70/130, МГ-130/200 с последующей обработкой поверхности шва черными высевками фракции 3-7 мм; резинобитумное вяжущее (РБВ), состоящее из битума, резиновой крошки, размягчителя; мастики, состоящие из резинобитумного вяжущего и твердых наполнителей.
Резинобитумные вяжущие и мастики приготовляют в специальных стационарных установках.
Мелкие трещины (0,5 см) целесообразно заполнять резинобитумным вяжущим или разжиженным битумом с последующей присыпкой минеральным материалом; трещины шириной более 0,5 см, как правило, заполняют резинобитумным вяжущим или мастиками. Жидкий и разжиженный битумы получают путем добавления керосина в вязкие битумы с подогревом перед употреблением до 80-100° С.
Материал для заделки трещин должен обладать эластичностью, теплостойкостью, хорошим сцеплением (адгезией) с асфальтобетоном и каменными материалами, высокой текучестью, при заливке должен легко выливаться из рабочего органа заливщика и полностью заполнять трещину. Эластичность достигается путем введения в мастику синтетических каучуков или резиновой крошки, а теплостойкость - введением твердых наполнителей: минерального порошка, асбестовой крошки или совместным применением вязких дорожных и строительных битумов. Наиболее распространенными из синтетических материалов для приготовления мастик является эластичный материал полиизобутилен, обладающий хорошими адгезионными свойствами и высокой стойкостью к химическим реагентам.
В городском дорожном строительстве для заделки трещин в асфальтобетонных покрытиях применяют различные составы мастик. В табл. 87 приведены составы мастик, подобранные для применения их во II, III и IV климатических зонах.
Подбор состава мастик заключается в получении такой смеси вяжущего и наполнителей, которая имела бы заданную температуру размягчения и достаточно высокую текучесть при рабочей температуре. Температура размягчения мастик для II дорожно-климатической зоны должна находиться в пределах 60° С, а III и IV - от 60 до 75° С.
Трещины заделывают в сухую погоду при температуре воздуха не менее +5° С. Лучше всего заделку трещин вести в первой половине сезона дорожно-ремонтных работ, когда трещины наиболее раскрыты. Перед заделкой их необходимо тщательно очистить пыли и грязи и просушить. Слежавшуюся в средних и больших трещинах грязь предварительно разрыхляют металлическими крючками, а затем очищают их от пыли плоскими металлическими щетками. Для окончательной очистки от пыли и грязи трещины продувают из шланга струей сжатого воздуха. После прочистки и просушки их заливают гидроизоляционными материалами.
Для разделки и очистки трещин при текущем ремонте асфальтобетонных покрытий применяют машину ДЭ-10. Машина представляет собой передвижную трехколесную тележку, управляемую вручную, на которой установлены компрессор, топливный бак и термоинструмент, являющийся рабочим органом машины в виде горелки реактивного типа. Горючее из бака подается под давлением воздуха, поступающего в бак и к инструменту. При разделке кромок трещин на глубину до 40 мм производительность машины составляет 100-110 м/ч, при очистке трещин той же глубины производительность достигает 600 м/ч.
Трещины шириной более 3 см можно заделывать холодной и горячей асфальтобетонной смесью. При заделке холодной смесью трещины заполняют разжиженным битумом и каменными высевками с таким расчетом, чтобы после уплотнения их до поверхности покрытия оставалось 8-10 мм. Сверху высевок укладывают слой холодного асфальтобетона, который уплотняют моторными катками массой 1,5-3 т. При заделке горячей смесью трещины смазывают разжиженным битумом, а затем заполняют горячей асфальтобетонной смесью, которую уплотняют моторными катками массой 5-6 т.
При наличии на асфальтобетонном покрытии сплошной мелкой сетки трещин, вызванной разрушением покрытия из-за несоответствия свойств асфальтобетона требуемым или слабым основанием, заделка трещин не производится, а поврежденное покрытие снимается полностью и восстанавливается после ремонта основания.
Ремонт отдельных просадок и выбоин в асфальтобетонном покрытии необходимо производить асфальтобетонными смесями примерно тех же составов, из которых построено покрытие. Материалы следует завозить в количестве, необходимом для ремонта данного участка дороги. Неиспользованные материалы и отходы должны своевременно вывозиться.
Обрубку ремонтируемого участка должны производить по прямолинейному контуру. Разрушенные места, находящиеся друг от друга на расстоянии до 0,5 м, ремонтируют общей картой. Очертание вырубки намечают по рейке. Если поврежден только верхний слой покрытия толщиной не более 1,5 см, то ремонт ведут без вырубки нижнего слоя. При повреждении покрытия на большую глубину покрытие вырубают до основания. Перед укладкой асфальтобетонной смеси ремонтируемое место тщательно очищают и обрабатывают (смазывают) по краям и основанию горячим или разжиженным битумом. Смазка обеспечивает необходимое сцепление вновь уложенного покрытия со старым основанием.
Температура укладываемой смеси должна быть от 140 до 160° С. Смесь должна быть однородной, без комков, уплотнять ее следует моторными катками. После уплотнения места примыкания старого и вновь уложенного асфальтобетона для обеспечения достаточно плотного сопряжения обрабатывают горячими утюгами или горелками теплового излучения.
При ремонте небольших повреждений в покрытиях из холодного асфальтобетона при глубине выбоин более 4 см их заделывают в два слоя. В нижний слой укладывают горячую мелкозернистую или среднезернистую смесь с учетом того, чтобы при ее уплотнении осталось не менее 2 см для укладки верхнего слоя из холодной смеси.
При текущем ремонте асфальтобетонных покрытий наряду с вырубкой разрушенного слоя большое распространение получил способ удаления деформированного асфальтобетона с помощью ас-фальторазогревателей. Асфальторазогреватели целесообразно применять при исправлении сдвигов, волн, наплывов, колей на остановках общественного транспорта. Асфальторазогреватель ДЭ-2 (Д-717), приведенный на рис. 119, смонтирован на шасси автомобиля УАЗ-451ДМ, в закрытом кузове которого размещено следующее оборудование: газобалонная установка, включающая в себя баллоны со сжиженным газом, редуктор низкого давления, трубопроводы и рукава; блок горелок инфракрасного излучения с механизмом подъема; гидро- и электрооборудования. Кроме описанного асфальторазогревателя, выпускаемого промышленностью, отдельные дорожно-эксплуатационные организации изготовляют для своих нужд разогреватели теплового излучения, монтируемые на шасси автомобилей (РА-10, РА-20, АР-53 и др.).
Наряду с асфальторазогревателями при текущем ремонте применяют ремонтеры ДЭ-5 (Д-731), которые разогрев асфальтобетонных покрытий осуществляют с помощью инфракрасных излучателей. Ремонтер смонтирован на шасси автомобиля ГАЗ-5ЭА, в кузове которого размещены бункер-термос для асфальтобетонной смеси, емкости для минерального порошка и битумной эмульсии, переносные блоки с горелками инфракрасного излучения, передвижной инфракрасный разогреватель, распределительная тележка, электровиброкаток, электромолоток С-349, электротрамбовка С-690, ручной инструмент (лопаты, гладилки, щетки и т. д.) и ограждающие щиты и знаки.
В результате применения машин, снабженных источниками инфракрасного излучения, разработаны более совершенные способы ремонта асфальтобетонных покрытий, при которых разогрев покрытия происходит без выгорания битума, что позволяет использовать обработанный этим способом асфальтобетон для устройства нижнего или выравнивающего слоя с перекрытием его свежей смесью. В настоящее время прошла испытания и рекомендована к производству машина для ремонта асфальтобетонных покрытий с помощью электрических кварцевых излучателей.
После ремонта или прокладки подземных коммуникаций разрушенную дорожную одежду восстанавливают после тщательного уплотнения разрытий и полной стабилизации осадки земляного полотна. Если не удается достичь необходимой плотности основания и земляного полотна и возможно появление просадок, устраивают временное покрытие с применением крупнозернистых черных щебеночных смесей или холодного асфальтобетона с периодическим, по мере осадки, исправлением профиля теми же материалами. После затухания осадки дорожную одежду в местах разрытий устраивают из этих же материалов, из которых возведена ремонтируемая дорога.
Производство работ по текущему ремонту тротуаров с асфальтобетонными покрытиями осуществляется теми же методами и правилами, которые используют при выполнении текущего ремонта проезжей части улиц и дорог с асфальтобетонным покрытием. Основное отличие состоит в том, что при ремонте тротуаров применяют специальные тротуарные машины небольших габаритов и меньшей производительности: тротуарные раскладчики, тротуарные катки, заливщики трещин и др.
При потере асфальтобетонным покрытием необходимой шероховатости, появлении большого количества трещин, а также значительном износе поверхностного слоя планируют средний ремонт покрытия. Шероховатость покрытия восстанавливают поверхностной обработкой. Поверхностная обработка улучшает внешний вид покрытия, подвергавшегося значительному ремонту, создает самостоятельный слой износа, ликвидирует скользкость и придает покрытию шероховатость, увеличивающую безопасность движения транспорта.
Для поверхностной обработки применяют щебень прочностью не менее 600 кгс/см2 (60 МПа) фракций 5-10, 10-15, 15-20 и 20- 25 мм. Щебень предварительно обрабатывают в стационарных асфальтосмесительных установках или передвижных бетоносмесителях битумом или битумной эмульсией. Расход черного щебня различных фракций и вяжущего можно принимать в соответствии с данными табл. 88.
При поверхностной обработке необходимо подготовить покрытие к розливу, разлить вяжущее вещество и рассыпать каменный материал, уплотнить материал катками и вести уход за покрытием до оформления коврика. Для подготовки покрытия к поверхностной обработке нужно выполнить необходимый ремонт и заделать трещины, а также ликвидировать неровности на покрытии. Последняя операция является особенно важной, так как имеющиеся неровности не могут быть ликвидированы поверхностной обработкой.
Вяжущее вещество разливают автогудронаторами и равномерно распределяют по покрытию. При однослойной обработке вслед за розливом вяжущего немедленно рассыпают очерненный щебень. При двойной обработке сначала рассыпают каменный материал более крупных фракций и уплотняют его, а затем вторично разливают битум и рассыпают каменный материал менее крупных фракций. Для лучшего контакта каменного материала с вяжущим уплотнять очерненный щебень катками следует немедленно после его россыпи, пока разлитый битум имеет наибольшую температуру. Уплотнение ведется от краев к середине; число проходов катка по одному следу 4-5. Чтобы избежать раздавливания щебня вальцами катка, необходимо применять катки на пневматических шинах.
Температура наружного воздуха при поверхностной обработке должна быть не ниже +15-20° С, а поверхность покрытия не должна быть мокрой, чтобы обеспечить хорошее сцепление вяжущего с каменным материалом. Окончательно коврик формируется под воздействием движущегося транспорта, поэтому некоторое время после начала движения следует вести наблюдение за поверхностной обработкой.
Наряду с поверхностной обработкой слой износа восстанавливают путем наращивания на существующее покрытие нового слоя асфальтобетона. Как и при поверхностной обработке, слой износа устраивают только после заделки трещин, просадок, выбоин и других деформаций покрытия. При этом для повышения безопасности автомобильного движения наращиваемый слой должен иметь шероховатость, обеспечивающую надежное сцепление колес автомобиля с поверхностью дороги. К устройству покрытий с повышенным коэффициентом сцепления следует приступать в начале сезона дорожно-ремонтных работ при устойчивой температуре воздуха не ниже 15° С. В городских условиях применяют три способа устройства покрытий с повышенным коэффициентом сцепления.
По первому способу в верхний слой покрытия укладывают специально подобранные смеси с повышенным содержанием щебня. Для получения шероховатой поверхности необходимо иметь в смеси 60% щебня. При устройстве шероховатой поверхности технология работ остается такой же, как при устройстве обычных асфальтобетонных покрытий. Укатка слоя в этом случае ведется сразу тяжелыми катками. При недостаточном укатывании такое покрытие становится недолговечным.
По второму способу на неуплотненный верхний слой асфальтобетонного покрытия рассыпают горячий черный щебень и укатывают его. Асфальтобетонную смесь обычного состава укладывают асфальтоукладчиком и медленно прокатывают легкими катками, затем рассыпают и разравнивают горячий черный щебень фракций 15-20 или 20-25 мм и ведут укатку тяжелыми катками. Черный щебень фракции 15-20 мм рассыпают в количестве 15-20 кг/м2, а фракции 20-25 мм - 20-25 кг/м2. К началу россыпи температура черного щебня должна быть 130-150° С, а температура перед укаткой катками - не ниже 100° С. К месту укладки смесь следует подавать непрерывно; через каждые 5-6 автомашин со смесью нужно подавать машину с горячим черным щебнем.
По третьему способу шероховатую поверхность создают втапливанием материалов (фракции менее 100 мм), обработанных битумом, при окончательном уплотнении асфальтобетонной смеси в такой технологической последовательности: укладывают верхний слой покрытия из мелкозернистой пластичной смеси с содержанием щебня 30%; предварительно уплотняют смесь легкими катками (2-6 проходов по одному следу); распределяют материал, обработанный битумом, по поверхности покрытия сплошным ровным слоем при помощи облегченного асфальтоукладчика или вручную; уплотняют материал катками на пневматических шинах или тяжелыми катками. Температура распределяемого материала должна быть 120-140° С, а температура покрытия -80-100° С. Расход материалов, обработанных битумом, фракции 5-10 мм составляет 10-13 кг/м2, фракции 3-8 мм - 8-12 кг/м2 и фракции 2-5 мм - 8-10 кг/м2. Движение автотранспорта по покрытию с втопленными материалами, обработанными битумом, можно открывать на следующий день после окончания работ.
При капитальном ремонте асфальтобетонных покрытий ведут подготовку основания под укладку асфальтобетона, укладку смеси, уплотнение асфальтобетона и отделку поверхности. Подготовка основания заключается в наращивании колодцев железобетонными сегментами до проектной отметки, в очистке основания от пыли и грязи, просушке и смазке его битумной эмульсией. Очистку основания ведут механическими щетками, подметально-уборочными машинами. При необходимости поверхность основания промывают поливомоечными машинами (ПМ-130, ПМ-10) или очищают сжатым воздухом, подаваемым от ресивера компрессора через специальные сопла.
Укладка асфальтобетонной смеси на влажную поверхность не допускается, так как при этом не обеспечивается необходимое сцепление покрытия с основанием. Влажные основания просушивают разогревателями асфальта или горячим песком, нагретым до 200-250° С. Перед укладкой асфальтобетона основание покрывают битумной эмульсией или разжиженным битумом при помощи механических распылителей, смонтированных на автогудронаторе, а также специальной щеткой, смонтированной на поливо-моечной машине.
Битумную эмульсию наносят тонким равномерным слоем за 2-3 ч до укладки асфальтобетонной смеси. Расход вяжущего на 1 м2 покрытия составляет 200-300 г. Примерный состав эмульсии: битум 55-58%, вода 41-43%, сульфитно-дрожжевая бражка до 4%. Укладку асфальтобетонной смеси можно начинать только после того, как битумная пленка полностью высохнет и хорошо схватится с основанием.
Для получения требуемой толщины покрытия после розлива битумной эмульсии устанавливают контрольные маяки или наносят отметки верха покрытия на бордюрном камне. Верх маяка или отметка на бордюрном камне должны соответствовать верху покрытия после уплотнения. Все выступающие части подземных сооружений смазывают битумом. При устройстве двухслойного покрытия нижний слой укладывают на такой площади, которая может быть перекрыта в следующую смену верхним слоем. Этим достигается лучшее сцепление слоев покрытия и значительно уменьшаются дополнительные работы по очистке.
Асфальтобетонную смесь укладывают при температуре не ниже 130° С асфальтоукладчиками различных типов. Асфальтоукладчики позволяют плавно изменять толщину слоя (от 3 до 15 см) и обеспечивают укладку смеси с соблюдением заданного поперечного профиля. Для увеличения укладываемой полосы в комплект укладчика входят уширители шнека, трамбующего бруса и выглаживающей плиты. Уширители длиной по 30 см могут быть установлены с одной или двух сторон.
Число полос укладываемой асфальтобетонной смеси по ширине проезжей части принимают с учетом длины трамбующего бруса асфальтоукладчика и необходимости перекрытия каждой полосы в среднем на 5 см. Для обеспечения монолитности двух смежных полос температура смеси на ранее уложенной полосе должна быть не ниже 80° С. Для получения хорошей продольной спайки полос асфальтобетона длину полосы, укладываемой за один проход асфальтоукладчика, следует принимать в зависимости от температуры воздуха.
При наличии бордюров асфальтоукладчик передвигается на расстоянии 10 см от них, а образующийся зазор и другие места, недоступные для механической укладки (у колодцев, на крутых поворотах), заделывают вручную одновременно с работой асфальтоукладчика. Толщину укладываемого слоя принимают с учетом коэффициента уплотнения 1,15-1,20.
Перед укладкой каждой следующей полосы необходимо разогреть спайку ранее уложенной. Для этого край уплотненной полосы покрывают валиком горячей смеси на ширину 15-20 см, которую убирают перед укаткой. Разогревать спайки можно также разогревателями асфальта или горелкой автогазоремонтера. Асфальтобетонную смесь вначале уплотняют легкими катками, а после 4-6 проходов по одному следу - катками на пневмошинах или вибрационными по 10-13 проходов по одному следу. Уплотнение следует вести при температуре смеси 100-125° С. Оно должно быть закончено при температуре не ниже 75° С. Укатку нижнего слоя при температуре воздуха ниже 10° С разрешается вести сразу тяжелыми катками.
Верхний слой укладывают по нижнему только после его остывания до 50° С при температуре воздуха 10° С или до 20-30° С при температуре воздуха выше 10° С. Процесс устройства верхнего слоя такой же, как и нижнего. Для уплотнения верхнего слоя покрытия при механической укладке смеси требуется 5-7 проходов легких и 20-25 проходов тяжелых катков по одному следу.
Из технологических процессов текущего ремонта наиболее распространенными являются технологии ямочного ремонта. В свою очередь к наиболее востребованным относятся методы укладки следующих ремонтных материалов:
1) мелкозернистых асфальтобетонных смесей;
2) литого асфальтобетона;
3) эмульсионно-минеральных смесей.
Ямочный ремонт
состоит из следующих основных операций:
- формирование карты ямочного ремонта, т.е. прямоугольного выреза АБ покрытия при помощи дорожной фрезы или отбойного молотка;
- очистка карты сжатым воздухом при помощи компрессора или пневмовакуумной подметально-уборочной машины (при необходимости промывка водой с последующей сушкой сжатым воздухом);
- грунтовка поверхностей карты битумом или битумной эмульсией;
- укладка АБ смеси и заполнение ремонтируемой карты с запасом на уплотнение;
- уплотнение уложенной смеси виброплитой или виброкатком.
Для обеспечения комплексной механизации работ по ямочному ремонту с применением указанных ремонтных материалов используют специализированные машины или комплекты машин и дополнительного оборудования, которые обеспечивают выполнение всех или некоторых операций по ямочному ремонту.
Эти машины классифицируют по виду ремонтных работ, по типу рабочего оборудования и его привода, а также по способу передвижения. В таблице 8.1 представлены варианты комплектов отечественных машин и оборудования для ямочного ремонта и ремонта трещин.
Для ямочного ремонта используют навесные фрезы на базе пневмоколесного трактора. Их разделяют по следующим основным признакам:
1) по назначению
- для разделки трещин и выработки карты;
2) по приводу фрезерного барабана
- с механическим и гидравлическим приводом;
3) по типу барабана
- с неподвижным и подвижным в поперечном направлении;
4) по типу опорного устройства
- с опорными роликами и скользящими траверсами.
На рисунке 8.1 приведена конструктивная схема фрезы типа «Амкодор 8047А». Фрезу с неподвижным барабаном 2 крепят при помощи рамы 3 к заднему мосту трактора МТЗ-82. Привод рабочего оборудования осуществляют от вала отбора мощности трактора через конический и цилиндрический редукторы. В рабочем положении фрезерное оборудование опирается на два опорных ролика 1, что повышает точность технологических операций. Управление положением фрезы (подъем-опускание) производят при помощи двух гидроцилиндров 4. Машина оснащена системой водяного охлаждения с принудительной подачей воды. Ее производительность составляет до 2000 м3 в смену при ширине фрезерования 0,4 м.
На рисунках 8.2 и 8.3 приведены конструктивная и кинематическая схемы подобного фрезерного оборудования (типа МА-03 производства «Мосгормаш»), которое также устанавливают на шасси трактора МТЗ. Фрезерный барабан 9 с резцами 10 прикрепляют при помощи опорного кронштейна 1 к заднему мосту трактора (см. рисунок 8.2).
Перевод оборудования из транспортного (показано на рисунке) в рабочее положение осуществляют при помощи гидроцилиндров 2 и поворотного кронштейна 3. Его привод включает фланец 12, установленный на вал отбора мощности трактора, и карданный вал 11. На траверсах 5 установлены два опорных колеса 6, которые имеют возможность перемещаться посредством винтовой передачи 4 в вертикальной плоскости относительно барабана.
Крутящий момент (см. рисунок 8.3) от вала отбора мощности 1 трактора через карданный вал 3, коническую передачу 4, 5 и бортовой редуктор 8 передается на шпиндель 7 и фрезерный барабан с резцами 6.
В таблице 8.2 приведены технические характеристики навесных фрез малого типоразмера производства «Амкодор» на шасси тракторов МТЗ. Их используют в основном для ямочного ремонта АБ покрытий или для других небольших по объему дорожных работ.
Как видно из таблицы, некоторые модели имеют фрезы с поперечным перемещением барабана.
На рисунке 8.4 представлена конструктивная схема фрезы модели «Амкодор 8048 А» с поперечным перемещением рабочего органа. Фрезерный барабан 9 с помощью гидроцилиндров 7 можно устанавливать в пределах габаритов направляющих 10, не меняя положения трактора, что значительно расширяет технологические возможности фрезы при разработке карты для ямочного ремонта. В рабочем положении машина опирается на траверсы 5, что обеспечивает точность выработки карты. Привод вращения и перемещения барабана осуществляют от гидросистемы трактора. При этом частоту вращения барабана можно регулировать в интервале от 0 до 1800 об/мин при максимальном крутящем моменте до 2,4 кН*м.
При оценке основных параметров фрезы
производят тяговый и энергетический расчеты, рассчитывают гидравлическую систему трактора с учетом наличия фрезы и подбирают гидрооборудование для управления рабочими органами.
Тяговый расчет
проводят на основе анализа уравнения тягового баланса. Общая сила сопротивления включает следующие сопротивления:
- фрезерованию холодного асфальтобетона
- перемещению трактора Wпер.
Сопротивление фрезерованию (Н) холодного асфальтобетона
определяют по формуле
Сопротивление перемещению
трактора (Н)
Для преодоления сил сопротивления, возникающих при работе машины, должно выполняться условие
Зная мощность силовой установки, можно определить силу тяги из выражения
Мощность силовой установки трактора в общем случае расходуется на привод механизма передвижения и привод фрезерного барабана.
Мощность (кВт) привода механизма перемещения
Мощность (кВт) привода фрезы
оценивают по формуле
Машины для укладки мелкозернистых АБ смесей работают по методу «горячего» восстановления покрытий.
Они имеют разную комплектность дополнительного оборудования, а также различные рабочие органы, распределяющие смесь (разбрасывающий диск, распределительную тележку с лотком или разгрузочный шнек).
Самой простой по конструкции является комбинированная дорожная машина (КДМ), приведенная на рисунке 8.5, которая позволяет реализовать только одну операцию ремонта - распределение смеси при помощи разбрасывающего диска 6. Она представляет собой кузов 1, смонтированный на раме 3, которая крепится к шасси автомобиля при помощи стремянок. Материал из кузова перемещается цепным транспортером к заднему борту, который оборудован шиберной заслонкой, регулирующей расход материала. Затем он попадает на разбрасывающий диск и распределяется по обрабатываемой поверхности. Привод транспортера и разбрасывающего диска осуществляют гидромоторами от гидросистемы базового шасси.
Кузов для материала не имеет возможности обогрева, что приводит к быстрому остыванию АБ смеси. Кроме того, неравномерность подачи материала с помощью диска требует дополнительного применения ручного инструмента для заполнения карты смесью. Поэтому машины данного типа используют преимущественно при зимнем содержании автодорог (для разбрасывания противогололедных материалов), комплектуя их отвалом для уборки снега.
Более широкими возможностями располагают машины ДЭ-5 и ДЭ-5А, а также МТРД и МТРДТ, смонтированные на шасси грузового автомобиля. Они различаются между собой типом привода (электрическим или пневматическим) дополнительного рабочего оборудования, которое позволяет проводить большинство операций ямочного ремонта.
На рисунке 8.6 приведена конструктивная схема машины ДЭ-5А. Она содержит бункер-термос 1 для горячей АБ смеси, оборудованный распределительной тележкой 9 для материала, емкости для минерального порошка 14 и битумной эмульсии 16, а также газовое оборудование (газовые баллоны 11 с регулятором давления) с блоком горелок ИК-излучения 12. Перевод бункера-термоса из транспортного в рабочее положение производят гидроприводом. Машина ДЭ-5А имеет пневматический привод рабочего оборудования (от компрессора). Привод 6 компрессора 3 осуществляют от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности, редуктор, карданную и ременную передачи. На редукторе привода компрессора установлен гидронасос, обеспечивающий работу гидрооборудования машины.
Модель ДЭ-5 отличается от модели ДЭ-5А наличием автономной электрогенераторной установки для привода рабочего оборудования (компрессора, электровиброкатка, отбойного электромолотка). Привод рабочего оборудования осуществляют от асинхронных трехфазных электродвигателей с коротко-замкнутыми роторами.
Конструкции этих машин позволяют ремонтировать покрытие двумя способами:
- во-первых, «горячим» способом - нагревом ремонтируемого участка до температуры 120-160°С ИК-излучателями, последующим смешением разогретой смеси старого покрытия с порцией новой смеси из бункер-термоса, разравниванием и укаткой ручным виброкатком;
- во-вторых, «холодным» способом - механической вырубкой старого покрытия, очисткой полученной карты сжатым воздухом и заполнением ямы новой смесью из бункер-термоса с последующим уплотнением смеси ручным катком.
Примерно такими же технологическими возможностями располагают машины МТРДТ и МТРД. На рисунке 8.7 приведена конструктивная схема одной из них. Она также оснащена бункером-термосом 2 для горячей АБ смеси с распределительной тележкой для материала, а также обогреваемым баком 8 для битума с устройством для его перемешивания. Кроме того, машина МТРДТ оборудована электрогенератором 4 с приводом от двигателя базового шасси, который обеспечивает электроэнергией рабочее оборудование (компрессор, отбойные электромолотки, электровибротрамбовку, электровиброкаток). Привод электрогенератора осуществляют от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности, карданную и клиноременную передачи.
Рабочее оборудование позволяет ремонтировать АБ покрытие «горячим» способом с помощью электроразогревателя и электроутюга. Ямочный ремонт производят вырубкой и разогревом старого покрытия, очисткой карты от вырубленных фрагментов асфальтобетона ручным скребком и сжатым воздухом, обработкой ямы распыленным горячим битумом, укладкой новой АБ смеси и ее уплотнением с последующей спайкой нового и старого покрытия по контуру карты.
Машина МТРД имеет компрессор, питающий рабочее оборудование сжатым воздухом. Помимо указанных машин, в СНГ производят установки моделей ЭД-105.1 и ЭД-105.1А для ямочного ремонта, которые различаются между собой типом базового шасси и набором рабочего оборудования. Конструкция обеих моделей включает бункер-термос для горячей АБ смеси и битумный котел, компрессор, пневмоинструмент (отбойный молоток) и распылитель битума, а также дополнительную кабину для перевозки обслуживающего персонала. Для уплотнения уложенной смеси модель ЭД-105.1 имеет виброплиту с автономным приводом, а модель ЭД-105.1 А - ручной каток. В состав модели ЭД-105.1 входит также обрезчик кромок.
Наряду с указанными машинами, дорожные предприятия страны эксплуатируют импортное оборудование, технические характеристики которого приведены в таблице 8.3. Машины ведущих производителей содержат, как правило, упомянутый ранее набор основных агрегатов и дополнительного рабочего оборудования. Например, машину ТР-4 монтируют на шасси грузового автомобиля грузоподъемностью не менее 10 т. Приводы основных механизмов и агрегатов осуществляют от гидросистем, а подачу сжатого воздуха - от пневмосистемы базового шасси. В числе основных агрегатов машины:
- бункер-термос для АБ смеси, имеющий две системы обогрева (газовую и электрическую) и оборудованный мешалкой для перемешивания и шнеком для выгрузки смеси:
- обогреваемый бак для битумной эмульсии с системой распыления;
- устройство с контейнером для сбора раздробленного старого асфальтобетона;
- ручная горелка для удаления влаги и подогрева кромок карты;
- гидроуправляемая подъемная платформа с отбойным молотком для вырубки кромок карты и виброплитой для уплотнения уложенной смеси;
- ручной распылитель с форсункой для распыления битумной эмульсии для подгрунтовки поверхностей ямы.
Важной проблемой является переработка гранулята старого асфальтобетона, который образуется при вырубке карт ремонтируемой ямы и фрезеровании поврежденного покрытия. Для этого производят специальное оборудование, в их числе малогабаритные рециклеры, которые выпускают у нас в стране и за рубежом. Например, установка для регенерации асфальтобетона ПМ-107 (производства «Белдортехники») смонтирована на тележке, прицепной к трактору или грузовому автомобилю. Она снабжена вращающейся теплоизолированной емкостью, в которой происходит разогрев гранулята с добавлением битума и минерального материала (щебня, отсева), а также перемешивание получаемой смеси. Емкость имеет с одной стороны загрузочный бункер, а с другой - разгрузочное окно с задвижкой, через которую приготовленная смесь выгружается в распределительную тележку или непосредственно в ремонтируемую яму. Вращение емкости осуществляют гидромотором от гидронасоса с приводом от автономного двигателя. Для подогрева смеси в передней части емкости установлена горелка, работающая на дизельном топливе. Подобную конструктивную схему имеют агрегаты для переработки асфальтобетона АПА-1 («Волковысского завода кровельных и строительно-отделочных машин»).
Основные технические характеристики отечественных рециклеров для переработки асфальтового гранулята приведены в таблице 8.4.
Машины для ямочного ремонта укладкой литого асфальтобетона
также работают по методу «горячего» восстановления покрытий.
Для ямочного ремонта укладкой литого асфальтобетона применяют термос-миксеры - теплоизолированные обогреваемые бункеры, оборудованные механизмами перемешивания и выгрузки литой асфальтобетонной смеси. Их целесообразно классифицировать по следующим признакам:
1) по типоразмеру
(м3) - малой (≤ 4,5), средней (до 9) и большой (≥ 9) вместимости;
2) по расположению вала смесителя
- горизонтальное и вертикальное;
3) по типу привода смесителя
- с механическим от автономного двигателя или гидромеханическим от гидросистемы базового шасси;
4) по цикличности работы
- с непрерывной, порционной и комбинированной выдачей смеси;
5) по форме емкости
- корытообразные и бочкообразные.
Их монтируют на автомобильном шасси соответствующей грузоподъемности.
Дорожными организациями страны эксплуатируются термос-миксеры различных производителей. Их основные технические характеристики приведены в таблице 8.5.
Типичная конструкция термос-миксера (модели ОРД) представлена на рисунке 8.8. Машина имеет теплоизолированную кожухом 3 емкость 4 со смесителем 5. Обогрев емкости осуществляют через жаровые трубы 6, 7 два автоматических подогревателя 15, которые работают на жидком топливе. Гидромеханический привод 10 от автономного двигателя 13 обеспечивает реверсивное вращение вала смесителя 5. Изменение положения емкости осуществляют с помощью двух гидроцилиндров подъемника 14. Благодаря возможности реверса смесителя при транспортировании смешение смеси сопровождается ее нагнетанием к передней стенке, а при разгрузке - к задней, где расположено отверстие для выгрузки, оборудованное шиберной заслонкой.
Значительно расширяются технологические возможности термос-миксеров при наличии комбинированной системы выдачи смеси как порционным, так и поточным методами. Такая система позволяет использовать их как для ямочного ремонта, так и для капитального ремонта дорожных покрытий. В ряде моделей термос-миксеров предусмотрен дублированный привод, что значительно повышает надежность машины и позволяет выбирать оптимальный режим работы смесителя в зависимости от технологической задачи. Некоторые модели, представленные в таблице 8.5, имеют систему бесступенчатого регулирования частоты вращения вала смесителя, что позволяет эффективно смешивать органические и минеральные вяжущие с различными материалами, в том числе с минеральными наполнителями, регенерированным асфальтовым гранулятом, резиновыми и полимерными модификаторами.
Машины для ямочного ремонта укладкой эмульсионно-минеральных смесей реализуют метод «холодного» восстановления покрытий.
При производстве ямочного ремонта автомобильных дорог укладкой эмульсионно-минеральных смесей (ЭМС) используют:
- укладку предварительно приготовленных ЭМС;
- механизированную укладку ЭМС при смешивании компонентов в рабочем органе машины.
Для укладки предварительно приготовленных ЭМС
(затаренных или приготовленных непосредственно на объекте производства работ) применяют следующие машины и оборудование:
1) стационарную или мобильную установку для приготовления смеси;
2) компрессор с набором отбойных молотков или дорожную фрезу для вырубки кромок ямы;
3) оборудование для укладки ЭМС в яму;
4) виброплиту или ручной виброкаток для уплотнения уложенной в яму ЭМС;
5) транспортное средство для перевозки ЭМС с базы на объекты производства работ.
Для механизированной укладки ЭМС
(по второму методу) используют следующую технику:
1) компрессор или дорожную фрезу;
2) машину для приготовления, укладки и уплотнения ЭМС;
3) виброплиту или виброкаток.
Механизированную укладку осуществляют путем пневматического транспортирования, совмещения и распределения компонентов ЭМС (этот вид укладки называют методом пневмонабрызга). Его сущность состоит в том, что совмещение компонентов осуществляют в машине при транспортировке битумной эмульсии сжатым воздухом от компрессора под давлением до 1 МПа. В результате образуется эмульсионное облако в распылительном сопле рабочего органа машины, проходя через которое частицы щебня обволакиваются эмульсией. Обработанные частицы на выходе из сопла имеют скорость до 30 м/с, что обеспечивает хорошее уплотнение ремонтного материала в яме.
Машины для механизированной укладки ЭМС совмещают несколько технологических операций ямочного ремонта. Все основные операции (приготовление смеси, ее укладка в ремонтируемую яму и уплотнение) осуществляются потоком воздуха. Рабочее оборудование машин для механизированной укладки ЭМС включает бункеры для минеральных материалов (щебня различных фракций) и битумной эмульсии, систему пневматической подачи исходных компонентов (минеральных материалов и битумной эмульсии) в зону укладки, их распределения и уплотнения.
Оборудование этих машин можно классифицировать по следующим основным признакам:
1) по способу расположения рабочего оборудования
- навесные, прицепные и полуприцепные;
2) по приводу воздуходувки
- от автономной силовой установки или от вала отбора мощности базового шасси;
3) по комплектации вспомогательного оборудования
- с устройством для очистки щебня, с системой для модифицирования щебня, с уплотнительным устройством (вибро- или пневмотрамбовкой, ручным катком).
Основные технические характеристики машин и установок для ямочного ремонта механизированной укладкой ЭМС представлены в таблице 8.6. Конструкции этих машин отличаются наборам комплектующих изделий и расположением (навесным, прицепным и полуприцепным) агрегатов рабочего оборудования. В качестве примера можно привести установку немецкой фирмы «Schafer», которая включает установленные на прицепном шасси двухсекционный бункер для щебня, отдельные баки для воды и битумной эмульсии, дизельный двигатель, приводящий гидросистему шнеков подачи щебня из бункера в щебнепровод, компрессор пневмосистемы и воздуходувку. Она создает поток воздуха, при помощи которого щебень подают по щебнепроводу в рабочий орган (сопло) и смешивают с битумной эмульсией, подаваемой го бака диафрагменным насосом. Получаемую ЭМС непрерывно укладывают в ремонтируемую яму, предварительно очищенную водой от грязи и засорителей.
Значительно возрастает долговечность асфальтобетона при ямочном ремонте, если исходные компоненты предварительно активируют перед смешением. В частности, обработка щебня анионными поверхностно-активными веществами (ПАВ) существенно повышает показатели физико-механических и эксплуатационных свойств ЭМС за счет усиления адгезионного взаимодействия между минеральным материалом и вяжущим.
Реализация активационных процессов при смешении компонентов ЭМС была осуществлена в конструкции устройства, которое агрегатируется с машинами для ямочного ремонта. Оно представляет собой лопастной или шнековый питатель, в корпус которого вмонтированы форсунки подачи ПАВ. Активацию минеральных компонентов в данном устройстве производят путем их смешения с ПАВ с последующей обработкой вяжущим.
На рисунке 8.9 представлена конструктивная схема универсальной машины для ямочного ремонта, оборудованная активационным устройством. Машина состоит из металлоконструкции, образующей бункер для щебня 1, баки для воды 2 и битумной эмульсии 3. Ее можно устанавливать на шасси иди в кузове транспортного средства 4. В нижней части бункера установлен шнек 5 с приводом от силовой установки 6. Щебень подается шнеком из бункера в приемный лоток 7 и далее потоком воздуха по щебнепроводу 8 в сопло 9. Поток воздуха создает воздуходувка, приводимая от силовой установки 6. Одновременно в сопло из бака 3 по трубопроводу 10 подается под давлением битумная эмульсия. В сопле 9 происходит смешение щебня с битумной эмульсией. В результате смесь непрерывно укладывается в ремонтируемую яму и уплотняется в ней. В машине предусмотрена возможность очистки ямы водой, которая поступает в нее: из бака 2 по трубопроводу 11. Машина имеет устройство для активации 14, в котором происходит обработка щебня ПАВ. Жидкое активирующее вещество находится в бачке 12, соединенном трубопроводом 15 с форсунками 13, при помощи которых оно распыляется, перемешиваясь со щебнем в активаторе 14.
Привод узлов и агрегатов машины осуществляют от автономной силовой установки или от базового шасси, в качестве которого можно использовать отечественные МАЗ-53373 или МАЭ-5337. Кроме того, возможен вариант прицепного шасси, которое агрегатируют с трактором тягового класса 1,4. Загрузку минеральных материалов производят при помощи вспомогательного оборудования, например, элеватора или гидроманипулятора, оснащенного грейфером.
Машина имеет расширенные технологические возможности. Ее можно также использовать для распределения противогололедных материалов (как жидких реагентов, так и песчано-соляных смесей) в зимний период. Для этого вместо сопла устанавливают разбрасывающий диск, на который из бункера шнековым транспортером подают песчано-соляную смесь, а в случае использования жидких реагентов их заправляют в баки машины и подают на обрабатываемую полосу с помощью насосов.
Эксплуатационную производительность
(м/ч) машин для текущего ремонта определяют по формуле
Общее время на ремонт (с)
Вспомогательное время
Время, затрачиваемое на заправку бункера,
Число заправок бункера смесью,
необходимое для выполнения работ,
Средства малой механизации.
Специфика ямочного ремонта (небольшие объемы и большое количество объектов) обусловливает технологическую и экономическую необходимость использования средств малой механизации. В их числе нарезчики и заливщики швов, виброплиты и вибротрамбовки, а также другое малогабаритное оборудование.
Нарезчики швов.
При ямочном ремонте для вырубки кромок ремонтируемых ям и разделки трещин применяют нарезчики швов. Их целесообразно классифицировать по следующим основным признакам;
1) по мощности двигателя (кВт)
- легкие (До 15), средние (до 30) и тяжелые (до 50);
2) по способу перемещения
- ручные и самоходные;
3) по типу привода рабочего органа
- с механическим, гидравлическим и электрическим приводом;
4) по виду рабочего органа
- с режущим диском и с тонкой фрезой.
Главным элементом нарезчика швов является рабочий орган - режущий диск (или фреза), который приводит во вращение силовая установка - двигатель внутреннего сгорания, электрический двигатель с питанием от сети (или от стационарного источника) или комбинированная силовая установка (ДВС - электропривод или ДВС - гидропривод).
Для ямочного ремонта используют в основном ручные нарезчики с механическим приводом. Самоходные машины применяют для крупномасштабных дорожных работ, в том числе для нарезки пазов деформационных швов в ЦБ покрытии.
Наиболее простую конструкцию имеют нарезчики швов с механическим приводом. Такой нарезчик (рисунок 8.10) представляет собой тележку, на раме 1 которой установлен двигатель внутреннего сгорания 6, приводящий через трансмиссию (сцепление и клиноременную передачу 5) режущий диск 3, положение которого регулирует ручной подъемный механизм 8. Передвижение нарезчика при резании покрытия производит оператор вручную. Установка режущего диска на требуемую глубину резания производится вручную механизмом 8. Диск закрыт защитным кожухом 4 с трубкой, по которой подают воду из бака 7 для охлаждения диска. Удаление пыли и продуктов резания из рабочей зоны может производиться пылесосом, дополнительно устанавливаемым на раму.
В качестве рабочего органа в нарезчиках используют два вида режущего инструмента: во-первых, алмазносегментные отрезные диски (т.е. диски с алмазным покрытием), которые объединяют в пакет для обеспечения необходимой ширины разделки трещин; во-вторых, фрезы с требуемой шириной режущей кромки зубьев из твердосплавных материалов или с алмазным покрытием.
В Белоруссии нарезчики швов выпускает «Белдортехника». Их также производят как навесные адаптеры на универсальные энергомодули, например, на энергосредство «Полесье-30» (производства ГСКБ объединения «Гомсельмаш»). Ведущие производители дорожной техники выпускают несколько типоразмеров нарезчиков швов, отличающихся типом и мощностью двигателя, диаметром режущего диска и глубиной резания. В их числе фирмы «Cedima», «Stow» и «Breining» (Германия), «Dynaрас» и «Partner» (Швеция) и др.
При резании материала фрезами, оснащенными твердосплавными зубьями, происходит дробление и даже вырывание крупных зерен щебня из кромки разделываемой трещины, что сопровождается снижением прочностных характеристик покрытия в этой зоне. Поэтому оборудование с твердосплавным инструментом целесообразно применять при разделке трещин в асфальтобетоне с максимальной крупностью заполнителя не более 10 мм. При резании алмазным инструментом такой проблемы не возникает, поскольку в этом случае щебень в асфальтобетоне аккуратно разрезается.
На рисунке 8.11 показан нарезчик швов с ручным управлением.
Скорость рабочего процесса нарезчиков швов зависит от глубины и ширины резания, от разрабатываемого материала и составляет 30 -200 м/ч. При необходимости очистки сильно загрязненных трещин применяют дисковые щетки, которые устанавливают вместо режущих дисков.
Самоходные нарезчики швов имеют гидравлический привод механизма передвижения, что позволяет им двигаться в рабочем режиме со скоростью до 480 м/ч. Большая масса обеспечивает им низкий уровень вибрации при работе с твердосплавным инструментом.
Расчет нарезчиков швов
включает определение основных параметров, баланс мощности и др.
Мощность (кВт), затрачиваемую на резание шва, определяют по эмпирической зависимости, связывающей ее с габаритами вырезаемого паза, а также со скоростью резания:
Проверить правильность расчетов мощности резания можно при помощи выражения
Количество охлаждающей жидкости (л) оценивают также по эмпирической зависимости
Оборудование для ремонта трещин.
После фрезерования и очистки дисковой щеткой с металлическим ворсом, устанавливаемой вместо режущего диска на нарезчик швов, следует подготовка трещины к последующей заливке герметиком, которая включает просушку и прогрев шва.
Для этих подготовительных операций используют как специализированное оборудование, так и сварочное газопламенное, приспособленное к ремонтным работам. К специализированному оборудованию относятся газогенераторные установки
, которые оснащают компрессором, горелкой и баллонами с природным или другим горючим газом. Через управляемую форсунку они подают со скоростью 400-600 м/с горячий (200-300 °С) воздух в полость трещины. Результатом является не только очистка и сушка полости самой трещины, но и вынос разрушенных частиц покрытия из зоны трещины.
При использовании газопламенных установок просушку и прогрев трещин производят горелками с открытым пламенем, что приводит к выгоранию вяжущего и ускоренному разрушению асфальтобетона в зоне трещины.
Завершающей операцией по ремонту трещин является их герметизация, которую осуществляют специальными машинами - заливщиками швов. Их целесообразно классифицировать по следующим основным признакам:
1) по типу привода
- самоходные, прицепные и ручные;
2) по виду обогрева емкости с герметиком
- масляным теплоносителем, горючим газом и горелкой, работающей на дизельном топливе;
3) по наличию смесителя
- с горизонтальным и вертикальным валом.
Заливщик представляет собой обогреваемый бак, установленный на раме, оборудованной колесным ходом. Бак может быть оснащен смесителем, а также оборудованием (насосом, коммуникациями, форсункой) для транспортирования герметика к трещине. Герметик загружают в бак, нагревают до рабочей температуры и с помощью насоса подают через управляемую форсунку в подготовленную трещину. Гидравлический привод смесителя и насоса подачи герметика от автономной силовой установки (двигателя внутреннего сгорания) через гидронасос и гидромотор обеспечивает эффективное регулирование подачи герметика.
На рисунке 8.12 показана конструктивная схема самоходного заливщика швов, который размещен на шасси грузового автомобиля. Он оснащен пневмосистемой с компрессором 1; баком 2 для разогрева герметика с форсункой 4 газовой горелки и коммуникациями; системой подачи герметика, включающей поворотную стойку 5 с трубчатой балкой, снабженной трубопроводом 3; приводом подачи воздуха и герметика в полость шва. Краны, насос и трубопроводы также обогреваются горячим газом. Компрессор обеспечивает продувку и очистку шва сжатым воздухом, а также его подачу в топливную форсунку. Компрессор приводят от двигателя транспортного средства через редуктор отбора мощности. Разогретый герметик при помощи насоса через трубопровод и сопло поступает в полость шва. С помощью поворотной стойки и балки сопло трубопровода перемещают вдоль шва для его заполнения.
После заливки трещину покрывают слоем песка или щебня мелких фракций (5-10 мм) для создания защитного шероховатого слоя износа, а также для предотвращения выпотевания битума. Для выполнения поверхностной обработки трещин имеются ручные щебнераспределители на пневмоколесах, основным узлом которых является бункер конической формы с заслонкой для регулирования толщины слоя распределяемого материала. Управление заслонкой и перемещение бункера осуществляют вручную.
В таблице 8.8 приведены характеристики некоторых заливщиков швов.
На рисунке 8.13 показан заливщик швов в прицепном варианте производства «Белдортехники». Он предназначен для разогрева и подачи под давлением битумно-эластомерных герметизирующих мастик при выполнении работ по герметизации трещин, швов и гидроизоляции при ремонтно-строительных работах на автомобильных дорогах, аэродромных покрытиях, мостах, путепроводах. Его комплектуют двумя легкосъемными насадками - для заливки швов и для заливки трещин.
Виброплиты
для уплотнения дорожных материалов являются самопередвигающимся оборудованием. В качестве возбудителя колебаний они оснащены центробежными вибраторами - дебалансными валами. При вращении такого вала развивается центробежная сила инерции. Ее проекция на вертикальную ось является той вынуждающей (возмущающей) силой, под действием которой происходят колебания вибратора и самой плиты. Виброплиты классифицируют по следующим основным признакам:
1) по типоразмеру
- легкие (массой 50-70), средние (70-110) и тяжелые (более 110 кг);
2) по типу привода вибратора
- механические, гидравлические, электрические и пневматические;
3) по характеру колебаний вибратора
- с ненаправленными (круговыми) и направленными колебаниями;
4) по количеству валов вибратора
- одно- и двухвальные;
5) по способу рабочего перемещения
одноходные (с ходом только вперед) и реверсивные (с ходом вперед - назад);
6) по степени автономности
- самостоятельное оборудование или дополнительное оборудование к рециклерам.
Принцип действия центробежных дебалаисных вибраторов - одновальных и двухвалъных - представлен на рисунке 8.14. Наиболее значимым отличием этих вибраторов является характер действия центробежной силы инерции. У одновальных вибраторов центробежная сила имеет постоянную величину и переменное направление, а у двухвальных - центробежная сила имеет постоянное направление и переменную величину. При этом вынуждающая сила дебалансного вала изменяется во времени от нуля до максимальной (амплитудной) величины, равной центробежной силе.
У одновального вибратора (рисунок 8.14, а) центробежная сила Q1 при вращении вала остается постоянной, но непрерывно меняет направление, создавая круговые ненаправленные колебания. Его вынуждающая сила в каждый момент времени равна проекции на вертикальную ось центробежной силы. Соответственно, одновальный вибратор передает ненаправленные колебания виброплите, которая, в свою очередь, передает колебания уплотняемому материалу.
У двухвального вибратора (рисунок 8.14, б) оба вала соединены между собой (например, зубчатыми колесами) и вращаются в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью. За счет этого вертикальные составляющие центробежных сил всегда направлены в одну сторону, что обеспечивает вертикальные направленные колебания, которые передаются плите и обеспечивают более эффективное уплотнение материала. При этом горизонтальные составляющие этих сил (Q1 sin φ) взаимно уравновешиваются.
При вращении дебалансного вала центробежную силу определяют по формуле
Вынуждающая сила дебалансного вала соответствует вертикальной проекции Центробежной силы. Для одно- и двухвальных вибраторов она имеет различные значения.
Для одновального вибратора ненаправленного действия проекции центробежной силы на оси координат
Таким образом, вынуждающая сила (т.е. Qy) одновального вибратора изменяется по величине при вращении вала, что снижает эффективность уплотнения.
Для двухвального вибратора направленного действия проекции центробежных сил на оси x и у
Сопоставляя формулы (8.16) и (8.17), нетрудно убедиться в том, что суммарная вынуждающая сила двухвального вибратора значительно больше этого параметра одновального вибратора.
Двухвальный вибратор устанавливают на реверсивных виброплитах. Если ось центров валов расположена горизонтально, плита будет работать на месте, совершая вертикально направленные колебания иод действием силы Оу. Если же ось центров будет установлена под углом к вертикали, плита будет передвигаться в направлении отклонения оси центров.
В таблице 8.9 показано влияние типоразмера одноходных и реверсивных виброплит на толщину уплотняемых ими слоев АБ смесей.
В таблице 8.10 сопоставлены эксплуатационные характеристики виброплит и виброкатков в зависимости от их главного параметра - массы. Как видно из таблицы, по производительности плиты существенно уступают каткам. Поэтому их используют при небольших объемах дорожных работ, т.е. там, где не требуется высокая производительность: во-первых, при ямочном ремонте; во-вторых, при заделке траншей, пересекающих покрытие; в-третьих, при уплотнении щебня и гранулята, которые применяют для укрепления обочин; в-четвертых, при уплотнении нижних и верхних слоев дорожной одежды при уширении проезжей части в местах небольшой протяженности (на развязках, автобусных остановках и др.).
Виброплита (рисунок 8.15) представляет собой рабочую плиту-поддон 1 с вибратором 2, которая снабжена подмоторной рамой 4, двигателем 5, трансмиссией 3, системой подвески 7 и механизмом управления 6. На этом рисунке приведены принципиальные схемы одноходной плиты с вибратором ненаправленного действия (а) и реверсивной плиты с вибратором направленного действия (б).
Рабочее перемещение (самопередвижение) одноходной и реверсивной виброплит происходит следующим образом. Виброплита с одновальным вибратором может перемещаться только вперед за счет установки вибратора со смещением относительно центра инерции плиты (рисунок 8.15, а). Виброплита с двухвальным вибратором может работать на месте, а также перемещаться вперед или назад в зависимости от положения оси центров дебалансных валов (в положении, показанном на рисунке 8.15, б, плита перемещается влево). Положение оси центров изменяют при помощи регулировочной тяги (на рисунке не указана). Разворот и управление передвижением плиты производят при помощи рукоятки 6.
Механический привод
вибратора состоит из двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и трансмиссии (муфты сцепления и клиноременной передачи).
Гидравлический привод
, который имеют тяжелые виброплиты, включает двигатель внутреннего сгорания, гидронасос, гидродвигатель, гидрораспределитель, бак для рабочей жидкости и коммуникации.
Пневматический привод
содержит пневмодвигатель, пневмораспределитель и коммуникации, по которым сжатый воздух подают от компрессорной установки.
На рисунке 8.16 приведены конструктивная и кинематическая схемы самопередвигающейея виброплиты с механическим приводом одновального вибратора. Она содержит следующие сборочные единицы: плиту 1, вибратор 3, подмоторную раму 5, кабестан 2 со шкивом 15, двигатель 6 и муфту 32. Стальная плита 1 корытообразной формы является уплотняющим рабочим органом. В ее передней части расположена площадка для крепления привода кабестана 2.
На плите установлен вибратор 3, корпус 19 которого крепится к ней болтами. Главный вал вибратора 33 имеет четыре дебаланса - 20, 21, 26 и 27.
Двигатель внутреннего сгорания 6 через конический редуктор 18, карданные передачи 17 и 31, а также через клиноременные передачи 16 и 29 приводит во вращение вал 33 вибратора. Средние дебалансы 21 и 26 вращаются в сторону, противоположную направлению вращения крайних дебалансов 20 и 27, благодаря зубчатому механизму в корпусе вибратора. При исходном расположении массы дебалансов точно в вертикальной плоскости (относительно вала 33) плита колеблется только в вертикальном направлении. При смещении дебалансов относительно вала 33 в плане вперед, назад и в разные стороны плита будет перемещаться соответственно вперед, назад или вокруг оси.
Управление работой виброплиты производят вручную через две зубчатые передачи при помощи маховичков 23 и 24.
Для гашения колебаний и устранения их воздействия на двигатель рама 5 снабжена упругой подвеской шарнирной конструкции, которая имеет горизонтальные 7 и вертикальные 4 и 11 амортизаторы.
В таблице 8.11 приведены основные технические характеристики наиболее распространенных виброплит различных типоразмеров.
Отечественные предприятия также наладили производство виброплит. Например, машиностроительное предприятие «Белдортехника» выпускает две модели виброплит ПВ-1 и ПВ-2 (массой 70 и 120 кг); Могилевский завод «Строммашина» производит виброплиты модели УВ-04 (массой 233 кг) с приводом от двигателя мощностью 4,4 кВт; гомельское СКТБ «Техноприбор» - легкие виброплиты с приводом от пневмодвигателя.
Расчет виброплит.
К основным характеристикам виброплит относятся сила тяжести и размеры рабочей площади, частота колебаний и вынуждающая сила, мощность двигателя и скорость передвижения. Как правило, большую часть показателей выбирают на основе экспериментальных данных.
Силу тяжести виброплиты выбирают по статическому давлению
Размеры плиты связывают с толщиной уплотняемого слоя. В частности, должно выполняться соотношение
По опытным данным рекомендуют принимать
Кроме того, для оценки массы (кг) виброплиты используют выражение
Для проверки или определения некоторых характеристик можно воспользоваться известным правилом о равенстве статического момента дебалансного вибратора и статического момента виброплиты при уплотнении материала заданной толщины.
Статический момент (Н*м) дебалансного вала
Статический момент (Н*м) виброплиты
Из равенства этих моментов можно определить геометрические характеристики дебаланса.
Наибольший эффект уплотнения достигается в тех случаях, когда частота вынуждающих колебаний плиты соответствует частоте собственных колебаний уплотняемого материала.
В ряде случаев необходимо определить скорость перемещения (м/мин) виброплиты. Для этого можно воспользоваться формулой
Для каждого материала экспериментальным путем подбирают оптимальную частоту дебаланса и скорость перемещения плиты. Максимальной скорости самопередвижения плиты соответствует угол φ = 45...50°.
Частоту вращения дебаланса (об/мин) можно определить с помощью эмпирической зависимости через толщину уплотняемого слоя (м):
Мощность двигателя
плиты затрачивается на ее передвижение Nпер, на привод дебалансного вала Nпр и на преодоление сил трения Nпк в его опорах (подшипниках):
Мощность (Вт), затрачиваемая на передвижение,
Общая сила сопротивления передвижению ΣW плиты складывается из следующих составляющих:
1) сопротивления передвижению
(Н) виброплиты по поверхности смеси
2) сопротивления призмы волочения
(Н) смеси перед плитой
3) сопротивления инерционных сил (Н)
Мощность (Н), затрачиваемая на привод дебалансного вала,
Расчетную амплитуду колебаний (ад) дебалансного вала можно определить через необходимую для уплотнения амплитуду колебаний плиты:
Мощность (Н), затрачиваемую на преодоление сил трения
в подшипниках вибровала, определяют по формуле
Загрузка...
