книги из ГПНТБ / Гезенцвей, Лев Борисович. Дорожный асфальтовый бетон

Технологическая схема работы асфальтоукладчика показа­

на на рис. 110.

Доставляемая на автомобилях-самосвалах асфальтобетон­ ная смесь разгружается в приемный бункер. При движении асфальтоукладчика смесь при помощи двух питателей подается:

Рис. ПО. Технологическая схема работы асфальтоукладчика:

к шнеку, которым равномерно распределяется по всей шири не укладываемой полосы. Затем уложенный слой частично уп­ лотняется трамбующим брусом и выравнивается выглаживаю­

щей плитой.

Кроме указанных частей, в комплект асфальтоукладчика

входит мешалка для дополнительного перемешивания укла­

дываемой смеси. Она применяется главным образом для жест­ ких смесей, а также для дополнительного перемешивания сме­ си, приготовленной в машинах со свободным перемешиванием.

329

Мешалка устанавливается между шнеком и трамбующим бру­

сом.

Ширина полосы, укладываемой асфальтоукладчиком, со­ ставляет 3,03 м. Для увеличения ее ширины в комплект ук­ ладчика входят расширители основных рабочих частей — шне­ ка, трамбующего бруса, выглаживающей плиты. Расширители имеют длину 30 см и могут быть установлены с одной или с двух сторон. Таким образом, при наличии их с двух сторон

ширина укладываемой полосы может быть доведена до 3,63 м.

При наличии мешалки расширители могут быть установлены только с одной стороны.

Для укладки полосы меньшей ширины в комплект дополни­

тельных приспособлений к укладчику входят специальные за­ кладные башмаки. При установке двух башмаков ширина

■укладываемой полосы уменьшается примерно на 0,5 м и состав­

ляет, таким образом, 2,53 м.

В зависимости от требуемой ширины может быть установ-

.лен только один башмак с одной стороны у любого конца шне­ ка. Бункер асфальтоукладчика вмещает 4,5 т асфальтобетон­ ной смеси. Разгрузка ее из автомобиля не вызывает прекраще­ ния работы асфальтоукладчика и производится в процессе движения.

Небольшим уголком, уложенным по дну, кузов асфальто­ укладчика разделен на две продольные секции. По дну каж­ дой секции движется цепной питатель, который своими высту­ пающими планками захватывает асфальтобетонную смесь и перемещает ее к шнеку. Скорость движения питателей коорди­ нируется со скоростью движения самого укладчика.

Для регулирования количества подаваемой питателями сме- -си (при постоянной скорости движения асфальтоукладчика) в задней торцовой стенке бункера установлены три шиберные заслонки. Перемещаемые по вертикали, они оставляют боль­ шую или меньшую щель для прохождения асфальтобетонной смеси и тем самым регулируют ее количество, подаваемое к шнеку. Интервал изменения щели при помощи шиберов от 0

до 190 мм. Регулировка положения шиберных заслонок про­ изводится главным образом в зависимости от толщины укла­

должны оставлять такую щель, чтобы при установившемся ре­

жиме работы количество подаваемой питателями смеси было достаточно для получения слоя заданной толщины, равномер­

ного по всей ширине. Если питателями подается излишняя

смесь, то она отводится шнеками к боковым ограничительным планкам. Это ухудшает качество укладки, ведет к образова­ нию неровностей и даже разрывов покрытия.

Скорость вращения шнека координируется со скоростью

.движения питателей, а следовательно, всего асфальтоукладчи-

-330

ка. Скорость вращения шнека колеблется в пределах 12,2— 57,2 об/мин.

Мешалка включается лишь при укладке жестких комкующихся асфальтобетонных смесей. В остальных случаях она вы­ ключается и, чтобы не создавать дополнительных помех дви­

жению асфальтоукладчика, поднимается, а иногда снимается. Для предварительного уплотнения укладываемого слоя в

асфальтоукладчике имеется специальный трамбующий брус.

Он расположен параллельно оси шпека .и также состоит из двух половин, каждая из которых имеет самостоятельный привод. При движении асфальтоукладчика брус совершает ударные ко­ лебательные движения в вертикальной плоскости. Число уда­ ров составляет 1400 в минуту. При движении асфальтоуклад­

чика каждый последующий удар трамбующего бруса перекры­ вает часть следа предыдущего.

По характеру воздействия на уплотняемую асфальтобетон­ ную смесь работу трамбующего бруса можно скорее сравнить с действием поверхностного вибратора, но имеющего несколь­ ко меньшую частоту колебаний1. Амплитуда колебаний трам­ бующего бруса составляет 3,2 мм. Уплотняющая поверхность имеет ширину всего 6,5 мм.

Следует учесть, что асфальтобетонная смесь, подвергаю­ щаяся вибрированию трамбующим брусом, обычно имеет бо­ лее высокую температуру (до 180°) в сравнении с той, при ко­ торой допускается уплотнение катками (100—120°). Поэтому эф­ фект уплотнения трамбующим брусом достаточно высокий. Кроме того, в результате вибрирующего воздействия бруса до­

стигается и лучшая «упаковка» частиц смеси.

Таким образом, характер и степень приобретаемого первич­ ного уплотнения обеспечивают получение более высококачест­ венного покрытия, чем при ручной укладке.

Для повышения эффективности уплотнения трамбующим брусом частота его колебаний, по-видимому, должна быть уве­ личена. Это дало бы возможность производить более интенсив­ ное вибрирование в то время, когда смесь имеет наивысшую температуру, что способствовало бы значительному улучшению структуры асфальтового бетона.

После воздействия трамбующего бруса слой асфальтобетон­ ной смеси подвергается обработке выглаживающей плитой ас­ фальтоукладчика, которая предназначена для окончательного выравнивания поверхности укладываемого слоя. Кроме этого,

выглаживающая плита придает и определенный профиль по­

крытию.

Подобно шнеку и трамбующему брусу, выглаживающая плита состоит из двух половин, шарнирно соединенных меж­

1 У поверхностного вибратора, применяемого для уплотнения цемен­ тобетона, частота колебаний 2500—3000 в минуту.

331

ду собой. Такая конструкция дает возможность получать тре­ буемый поперечный профиль покрытия — односкатный, дву­ скатный и горизонтальный (рис. 111). Кроме того, выглаживаю­ щая плита благодаря способности поворачиваться относитель­

щееся на выглаживающую плиту, составляет около 2300 кг, что дает удельное давление на асфальтобетонную смесь 0,125 кг/см2. Под этим давлением и происходит окончательное выглажива­ ние поверхности уложенного слоя.

Благодаря особенностям конструкции асфальтоукладчика сделанное им покрытие обычно отличается хорошей ровно­ стью, значительно. превосходящей ровность покрытия, уложен­ ного вручную.

Для улучшения условий работы при пониженной темпера­ туре воздуха выглаживающая плита оборудована кожухом,

обогреваемым форсункой. Теплая плита лучше выглаживает поверхность покрытия. Нагрев ее особенно важен в. начале ра-

332

удаляется. При работе укладчика она снова перемешивается с горячей.

Асфальтоукладчик Д-150А является высокопроизводитель­ ной машиной, рассчитанной на укладку до 100 т асфальтобе­

тонной смеси в час. С наибольшим эффектом такие машины используются при больших объемах работ.

Значительное улучшение качества покрытия, достигаемое благодаря применению асфальтоукладчиков, позволяет реко­ мендовать их использование и при небольших объемах работ. При хорошо налаженной системе перевозки асфальтоукладчи­ ков и катков трейлерами применение их следует рекомендо­ вать на площадях укладки от 1000 м2 и выше. Улучшение ка­ чества укладки окупит затраты, связанные с перевозкой меха­

низмов.

Особенности механизированной укладки асфальтобетонной

смеси. Все подготовительные операции, предшествующие уклад­ ке смеси самоходным асфальтоукладчиком, те же, что и при ручной укладке. Основание должно быть выровнено, тщатель­ но очищено от грязи и пыли и обработано битумом или гли­ но-битумной пастой. Необходимо выставить маяки, указываю­ щие толщину укладываемого слоя. В данном случае коэффи­ циент уплотнения принимается 1,15—1,20 (вместо 1,25—1,30 при ручной укладке). Все неровности надо заблаговременно исправить, включая и устранение больших плавных неровно­ стей. Следует иметь в виду, что благодаря особенностям кон­ струкции асфальтоукладчика на уложенном им слое неизбеж­ но повторяются значительные неровности основания. Исправ­ ление их с применением асфальтобетонной смеси должно про­ изводиться с таким расчетом, чтобы уложенная смесь успела остыть к моменту прохода укладчика.

Край асфальтобетонного покрытия после прохода укладчи­ ка благодаря первичному уплотнению получается достаточно плотным и не подвержен уже в такой степени «раскатыванию»,

как это имеет место в слое, уложенном вручную. Таким обра­ зом, отпадает необходимость в установке упорных брусьев.

До начала работ должна быть решена схема работы ук­ ладчика с учетом местных условий. Особенно тщательно надо разработать схему проходов укладчика при работе на город­ ских проездах в тех случаях, когда движение на них не пре­ рывается.

Следует решать вопрос о применении расширителей или, уменьшающих ширину укладываемой полосы закладных баш­ маков. Во всяком случае нужно стремиться к тому, чтобы число проходов асфальтоукладчика было кратным общей ширине по­ крытия. Если все же этого не удастся достигнуть, то работу надо построить так, чтобы остающаяся узкая полоса проезжей части, не захватываемая асфальтоукладчиком, укладывалась вручную, но обязательно одновременно с прохождением ук-

334

ладчика по соседней полосе. В противном случае образуется лишний продольный шов. Узкую полосу покрытия у бортов (шириной 20—25 см) приходится всегда укладывать вручную, так как ближе 20 см укладчик подойти к бортам не может.

При устройстве нижнего слоя покрытия укладчик должен,

проходить через выступающие люки колодцев с приподнятой, рабочей частью, В таких местах асфальтобетонная смесь укла­ дывается вручную.

При больших объемах укладываемой смеси, требующих од­ новременного действия двух укладчиков, работа должна быть-

построена таким образом, чтобы обе машины укладывали, смежные полосы, одна за другой. Полоса, укладываемая вто­

рым укладчиком, при этом примыкает к еще не остывшей по­ лосе, уложенной первым, благодаря чему сопряжения полос

получаются плотными и бесшовными.

Качество поверхности укладываемого слоя в значительной степени зависит от правильной установки выглаживающей пли­ ты асфальтоукладчика.. При правильной установке плита име1ет равномерное соприкасание по всей площади с поверхностью-

укладываемого слоя, что обеспечивает хорошее выглаживание.

Если она установлена с перекосом, то вследствие неоднородно­ го давления поверхность укладываемого слоя получается не­

ровной (часто с образованием так называемых задиров). До’

начала работ нужно правильно отрегулировать положение пли­ ты. Она должна быть установлена при помощи подкладок в.

положение, обеспечивающее получение слоя заданной толщины,

и закреплена регулировочными винтами.

Непременным условием получения хорошего покрытия яв­ ляется безостановочная работа асфальтоукладчика, что воз­

можно при равномерном и достаточном поступлении асфальто­ бетонной смеси. Асфальтоукладчик даже при минимальной ра­ бочей скорости имеет большую производительность и быстро укладывает поступающую смесь. При значительных переры­ вах в поступлении смеси получаются поперечные швы, ухуд­ шающие качество покрытия и портящие его внешний вид. По­ этому, если выделяемое количество асфальтобетонной смеси не обеспечивает нормальной работы укладчика в течение всей смены даже при его минимальной рабочей скорости, то следу­ ет организовать подачу всей смеси к укладчику в более сжа­

тый срок с тем, чтобы в течение этого времени укладчик по возможности действовал безостановочно.

Рабочая скорость укладчика выбирается с учетом темпа подачи асфальтобетонной смеси. Производительность его, ра­ зумеется, будет наивысшей при наибольшей скорости.

Очень важное значение для получения хорошего покрытия имеет длина хода укладчика. Пройдя одну полосу, он развора­ чивается или возвращается в исходное положение задним хо­ дом и укладывает следующую смежную полосу. Хорошее по­

335-

крытие получится лишь в том случае, если каждая последую­

щая полоса будет примыкать к еще неостывшей смеси преды­ дущей полосы. В этом случае в месте сопряжения полос не по­ лучится заметного шва, покрытие будет сплошным, бесшовным. Если до укладки следующей полосы смесь предыдущей осты­ нет, то требуется специальная обработка — обрубка или обрез­ ка кромки, смазка ее битумом. Кроме этого, приходится искус­ ственно отогревать остывшую кромку валиком горячей асфаль­ тобетонной смеси. Естественно, что чем длиннее ход укладчи­ ка, тем будет ниже температура асфальтобетонной смеси к мо­ менту укладки следующей полосы.

Таким образом, с точки зрения получения хорошего сопря­

жения новой полосы с предыдущей целесообразно длину хода укладчика сокращать, но при этом уменьшится производитель­

ность его из-за больших потерь времени на развороты или возврат на холостом ходу в исходное положение. Оптимальная

длина хода укладчика устанавливается в зависимости от пого­ ды. В теплую погоду она может быть увеличенной, так как ос­ тывание смеси происходит медленнее. В прохладную погоду

длина хода укладчика резко сокращается. В среднем длина хо­

Передовые мотористы при укладке асфальтобетонной сме­

си на объектах протяженностью до 100 м или при интенсивном поступлении смеси ведут работу так, что асфальтоукладчик после укладки смеси на первой полосе не возвращается обрат­ но холостым ходом, а разворачивается и сразу укладывает со­ седнюю полосу встречным ходом. Такой способ укладки позво­

ной смеси рекомендуется не расходовать всю имеющуюся в укладчике смесь, а оставлять рабочие органы укладчика за­ полненными до прихода следующего автомобиля.

Это улучшает качество укладки. При длительных переры­

вах вся смесь, имеющаяся в укладчике, должна быть уложе­ на, чтобы не допустить ее застывания.

В конце смены или при длительных перерывах в течение смены рекомендуется в конце уложенного участка положить

поперечный брус или доску.. Это предохранит конечный уча­

сток от раскатывания при движении катков и сократит от­

ходы.

Асфальтобетонную смесь с пониженной температурой, а также крупнозернистые и другие менее удобообрабатываемые смеси следует укладывать при пониженной скорости движения машины (на первой или второй рабочей скорости).

336

тировка укладчика на большие расстояния должна произво­ диться только на трейлере.

Глава 17. УПЛОТНЕНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО

покрытия

Сущность процесса уплотнения состоит в том, что под влия­ нием механических усилий, действующих на уплотняемую ас­ фальтобетонную смесь, минеральные частицы сближаются,

что сопровождается уменьшением пористости. При этом одно­ временно происходят частичное вытеснение защемленного воз­ духа, а также и некоторое перераспределение свободного би­ тума, заполняющего поры асфальтобетонной смеси.

Во время уплотнения минеральные частицы взаимно пере­ мещаются и частично перегруппируются, чем достигается их наилучшее взаимное расположение. Мелкие частицы заполня­ ют поры между более крупными.

В результате уплотнения асфальтобетонная смесь превра­ щается в монолитный слой асфальтового бетона. Без надле­ жащего уплотнения невозможно получить прочное асфальто­ бетонное покрытие, способное противостоять действующим на него усилиям и атмосферным факторам. После уплотнения ас­ фальтобетонной смеси значительно повышается ее объемный вес, покрытие приобретает необходимую плотность, прочность и водоустойчивость. Таким образом, в результате уплотнения рыхлой асфальтобетонной смеси получается качественно новый материал — асфальтовый бетон. От степени уплотнения зави­ сят и свойства асфальтового бетона. В то же время работа, затрачиваемая на уплотнение для достижения требуемой плот­ ности асфальтового бетона, зависит от особенностей асфальто­ бетонной смеси. Более пластичные смеси требуют меньшего уп­ лотнения. Длительно перемешанные смеси (с меньшим содер­ жанием битума) также требуют меньшей работы уплотнения.

Недоуплотнение покпытия может стать причиной его преж­ девременного разрушения. Пористое покрытие не обладает не­ обходимой прочностью и водоустойчивостью, в нем часто за­ метны раковины и следы выкрашивания. Особое внимание должно быть обращено на надлежащее уплотнение при про­ изводстве работ в осеннее время, так как недоуплотненное по­ крытие особенно интенсивно разрушается в осенне-зимний пе­

риод. Если недоуплотнение в начале лета может быть в какой-

то мере компенсировано последующим уплотнением транспор­ том, то в осеннее время при пониженной температуре это исключено.

В результате уплотнения горячей аофальтобетонной смеси происходит взаимное интенсивное сближение минеральных ча­ стиц. Горячий битум благодаря своей небольшой вязкости слу­ жит как бы смазкой, способствующей лучшему перемещению частиц, происходящему во время уплотнения. Сближенные ча­

стицы остаются затем взаимозаклиненными и связанными меж­ ду собой битумной пленкой.

Эффективность уплотнения, т. е. достигаемая степень плот­ ности асфальтобетонного покрытия, зависит от характера уп­ лотняющих механизмов, а также и от особенностей самой смеси.

Уплотнение асфальтобетонных покрытий может произво­

диться одним из следующих способов:

при помощи катков, перекатывающиеся вальцы которых передают давление (вес катка) на уплотняемый слой;

при помощи вибраторов, сообщающих минеральным части­ цам асфальтобетонной смеси интенсивные колебательные дви­

жения; путем трамбования асфальтобетонной смеси специальными

трамбовками. Кроме этого, возможно также уплотнение при одновременном действии вертикального давления и вибрирую­ щего1 воздействия на асфальтобетонную смесь.

Способ уплотнения асфальтобетонных смесей при помощи трамбовок известен с самого начала применения асфальтовых материалов. Он является наиболее примитивным и несовер­ шенным и поэтому для массовых работ не пригоден. Уплотне­

ние металлической трамбовкой производится лишь в местах,

малодоступных для катка или вибратора.

Уплотнение асфальтобетонных смесей вибрированием яв­ ляется весьма эффективным. Сущность этого способа заклю­ чается в том, что уложенная асфальтобетонная смесь подвер­ гается вибрированию, при котором частота колебаний мине­ ральных частиц приближается к частоте колебаний самого вибратора. Благодаря колебательным движениям минеральные частицы в вибрируемой асфальтобетонной смеси приобретают

значительные ускорения и инерционные силы переменного на­ правления. Развивающиеся силы ослабляют связь между ми­ неральными частицами и они приобретают возможность наи­ лучшего взаимного расположения (улучшается так называемая

упаковка частиц). Вибрационному уплотнению асфальтобетон­ ных смесей посвящен ряд исследовательских работ (С. К. Нос­

ков, В. Н. Кононов, Г. А. Рамаданов, Б. И. Курденков), позво­

ливших выявить наилучший режим уплотнения для различных

смесей.

Весьма перспективным следует признать комбинированный способ уплотнения, заключающийся в следующем. Начальное уплотнение горячей асфальтобетонной смеси производится ви­ брационным воздействием. Высокая температура смеси в этом

338