Введение в инженерное образование

операций технологического процесса (вырубка кромок ремонти­ руемой ямы, очистка ямы от отходов и других засорителей, разо­ грев кромок, обработка поверхности ямы вяжущим (горячим биту­ мом или битумной эмульсией), укладка горячей асфальтобетонной смеси, уплотнение), требующие соответствующих каждой операции рабочих органов, определяющих высокую сложность, и, как следст­ вие, - высокую стоимость машины, а также низкую производитель­ ность; необходимость проведения работ при температуре окру­ жающей среды не менее н-10 °С; значительные затраты энергии на производство асфальтобетона; низкая долговечность отремонтиро­ ванного покрытия (1-2 года).

Для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автодорог ук­ ладкой литого асфальтобетона применяются термос-миксеры [12], представляющие собой теплоизолированный бункер, оборудованный механизмами загрузки, перемешивания и выгрузки литой асфальтобе­ тонной смеси, смонтированный на автомобильном шасси соответст­ вующей грузоподъемности. Для поддержания необходимой темпера­ туры бункер оборудован системой подогрева. Привод механизма пе­ ремешивания - гвдромеханический или механический с автономньш двигателем или использованием гидросистемы базового шасси.

В настоящее время дорожными организациями Республики Бе­ ларусь эксплуатируются термос-миксеры следующих моделей: ОРД-1023, ОРД-1025 производства ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» (Россия), ФСИТ-39 производства Гомельского завода «Стромавтолиния», которые конструктивно идентичны; РД-25(Ю Л проюводства БООО «Спектр» (г. Бобруйск) и КДМ-1501, КДМ-1502 произ­ водства ОАО «Кременчугский завод дорожных машин» (Украина).

Первая машина данного назначения была разработана в Акаде­ мии коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова [12] и пред­ ставляла собой автомобиль с установленной на его раме теплоизо­ лированной емкостью, оснащенной смесителем принудительного действия, двумя подогревателями, устройством для порционной вьщачи и распределения литой асфальтобетонной смеси.

Прототипом машины стал немецкий «кохер». Первые образцы были изготовлены в Ярославле под маркой ОРД-1005, а затем в Мо­ скве под маркой УРД-2.

В дальнейшем, в целях более полного удовлетворения запросов до­ рожников, специалистами ЗАО «Сельавтодор» и ЗАО «Асфальттехмаш»

240

был разработан многоцелевой термос-миксер, который совмещал в себе функции ремонтера, транспортного средства для перевозки вязкопластичных смесей (вибролитой смеси, раствора, бетонной смеси, мастик, паст и т.п.) и мобильной смесительной установки для приготовления композиционных дорожно-строительных мате­ риалов и вяжущих в полевых условиях.

В настоящее время предприятия ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» выпускают термос-миксеры десяти модификаций вме­ стимостью 2,7; 3,8 и 4,5 м^.

Общие признаки машин данной конструкции - корытообразное сечение емкости, горизонтально расположенный вал смесителя с гидромеханическим приводом, обеспечивающим его реверс, наклон емкости гидроцилиндром и обогрев с использованием двух автома­ тических подогревателей, работаюпщх на жидком топливе. Кроме того, все машины характеризуются относительно небольшими ме­ таллоемкостью и габаритными размерами.

Корытообразное сечение позволяет при конструировании варьи­ ровать вместимость емкости по всем направлениям (ширине, длине и высоте) и рационально размещать всю конструкцию термос-мик- сера не выходя за габариты базового шасси. Лотая асфальтобетон­ ная смесь, находящаяся в корытообразной емкости, быстрее и рав­ номернее нагревается за счет большой площади контакта с нагретой поверхностью, лучше сохраняет тепло и меньше подвержена дест­ рукции. Это особенно важно для органических вяжущих материа­ лов, так как в такой емкости вяжущие меньше окисляются и старе­ ют, чем в емкости, имеющей форму кастрюли.

Благодаря реверсу смесителя смесь при транспортировании можно перемешивать с нагнетанием к передней стенке емкости, а при разгрузке - к задней стенке термос-миксера, где расположено отверстие для выгрузки смеси, оборудованное шиберной заслонкой.

К специфическим особенностям машин следует отнести наличие у некоторых моделей дублированного привода, что значительно повьшхает надежность, позволяет при выходе из строя одной энергетической установки вращать смеситель от другой, выбирать наиболее оптималь­ ный режим работы смесителя в зависимости от кошд>етных условий работы. При этом достигается существенная экономия топлива и мень­ ше загрязняется выхлопными газами окружающая среда

241

Важная особенность многоцелевых машин моделей ОРД-1025Д ОРД-1025.1.М, ОРД-1026.1 - способность производить как порцион­ ную так и поточную выдачу смеси, что позволяет использовать их не только для ямочного ремонта, но и для строительства и капитального ремонта дорожных покрытий. В последнем случае машина становит­ ся эффективным транспортным средством (термосом), способным длительное время сохранять требуемую однородность и рабочую температуру асфальтобетонной смеси и оперативно выгружать ее в асфальтоукладчик. Для этой цели разгрузочное отверстие имеет уве­ личенные размеры и оснащено затвором с гидроприводом.

Машины производства ЗАО «Асфальттехмаш» имеют систему бесступенчатого изменения частоты вращения вала смесителя, что позволяет эффективно смешивать минеральные наполнители с ор­ ганическими и минеральными вяжущими материалами, асфальто­ вым гранулятом, резиновым порошком, полимерами; регенериро­ вать старый асфальт; производить и наносить полимерно-битумные композиции, термопластики, мастики и другие материалы.

Преимуществом конструкции термос-миксеров производства ЗАО «Асфальттехмаш» и ЗАО «Бецема» является возможность бы­ строго монтажа и демонтажа, время которого не превьшхает одного часа при наличии грузоподъемного механизма соответствующей гру­ зоподъемности, что позволяет оперативно менять оборудование ба­ зовых автомобильных шасси, эффективно используя их круглый год.

Машина для ремонта дорюжных покрытий литьпмг асфальтобето­ ном РД-2500 Л производства БООО «Спектр» (г. Бобруйск) пред­ ставляет собой бочкообразную емкость, установленную на одноос­ ном прицепном шасси, выпускаемым Бобруйским заводом «Агромаш». В емкости установлен смеситель с горизонтально расположен­ ным валом, приводимый через редуктор от вала отбора мощности трактора, агрегатируемого с машиной. Вместимость емкости 2500 кг смеси. Обогрев емкости осуществляется с помощью пропановых горелок. В отличие от рассмотренных ранее конструкций термосмиксеров РД-2500 Л не имеет механизма наклона емкости для об­ легчения вьпрузки смеси. Стоимость термос-миксера РД-2500 Л составляет 3550 USD.

Котел для литого асфальта КДМ-150 производства ОАО «Кременчуг­ ский завод дорожных машин» (Украина) (см. рис. 4.35), вьшускаемый

242

в двух модификациях: 1501 - на шасси автомобиля КаМАЗ-55111 или МАЗ-5516 и 1502 - на шасси автомобиля КрАЗ-6510 или КрАЗ-6444, предназначен для транспортировки литой асфальтобетонной смеси на объект производства работ с перемешиванием и поддержанием температуры, а также дозированной выгрузки смеси через люк с шиберным затвором.

Рис. 4.93. Конструкция котла для литого асфальта КДМ-150 производства ОАО «Кременчугский завод дорожных машин» (Украина):

1 - рама; 2 - теплоизолированная емкость; 3 - лопастный смеситель; 4 - вал смесителя; 5 - дизельный двигатель; 6 - редуктор;

7 - клиноременная передача; 8 -- цепная передача; 9 - система подогрева; 1 0 - баллоны системы подогрева; 11 - зафузочный люк;

12 - лоток; 13 - шиберный затвор

Для выполнения технологического процесса ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог конструкция котла для литого асфальта КДМ-150 (см. рис. 4.93) представляет

243

собой теплоизолированную емкость 2, смонтированную на раме 1, которая устанавливается на шасси автомобиля. В емкости установлен лопастный смеситель 3 с вертикальном расположенным валом 4. Привод смесителя осуществляется от автономного дизельного дви­ гателя 5 через редуктор 6, клиноременную 7 и цепную 8 передачи. Температура в емкости поддерживается за счет системы подогрева 9, работающей на сжиженном газе из баллонов 10. Загрузка смеси в емкость осуществляется через загрузочный люк 11, расположенный в ее верхней части, а выгрузка - по лотку 12 через люк с шиберным затвором, расположенным в ее нижней части.

Недостатком технологии ямочного ремонта асфальтобетонных покрьггий автомобильных дорог с применением литого асфальтобе­ тона является значительное потребление энергии при его выпуске (большее, чем при выпуске мелкозернистого асфальтобетона) , так как его температура достигает 220..240 °С, и связанные с этим осо­ бенности производства работ, в том числе и в области охраны труда.

При производстве ямочного ремонта автомобильных дорог ук­ ладкой затаренных или приготовленных непосредственно на объек­ те производства работ эмульсионно-минеральных смесей применя­ ются следующие машины и механизмы; компрессор, питающий сжатым воздухом отбойные молотки (пневмоломы), или фреза типа АМКОДОР-8047 А на базе трактора МТЗ-80/82 для вырубки кромок ямы; виброплита, осуществляющая уплотнение уложенной в яму эмульсионно-минеральной смеси и транспортное средство, осуществ­ ляющее перевозку эмульсионно-минеральной смеси с базы на объекты производства работ, обьино ГАЗ-33023 («Газель-Фермер»), в кузове которого размещаются все необходимые материалы и оборудова­ ние, а в кабине - бригада дорожных рабочих.

Эмульсионно-минеральная смесь для удобства при укладке мо­ жет быть затарена в полиэтиленовые мешки или картонную тару. Для ее приготовления и затаривания на базе дорожной организащш применяется различное оборудование. Наиболее простым и наиме­ нее производительным является стащюнарный бетоносмеситель, в котором осуществляется перемешивание предварительно дозиро­ ванных компонентов эмульсионно-минеральной смеси. Для повы­ шения производительности возможно применение доработанного смесителя асфальтобетонного завода, предложенное и внедренное в эксплуатацию специалистами ДРСУ-154 (г. Рогачев) КПРСУП

244

«Гомельоблдорстрой» или стационарной установки для приготов­ ления, дозирования и затаривания эмульсионно-минеральных сме­ сей производительностью до 1,0 т/ч производства СКТБ «Технопри­ бор» (г. Гомель), представляющей собой систему весовых и объемных дозаторов, подающих материалы в смеситель и механизм затаривания. Смеси, приготовленные таким образом, могут храниться длительное время при положительной температуре и условии герметичности тары и использоваться при укладке по первому требованию.

При производстве работ по данной технологической схеме ук­ ладка смеси производится вручную, что определяет низкую произ­ водительность - до 50 м^ в смену.

В случае приготовления смеси прямо на объекте производства работ применяются мобильные бетоносмесители, навешиваемые на трактор МТЗ. В этом случае необходимо привлечение транспорта для перевозки материалов, а доля ручного труда еще более велика, что снижает производительность до 40 в смену.

Снизить долю ручного труда при производстве ямочного ремон­ та укладкой эмульсионно - минеральных смесей позволяют машины УДВ-2000 производства КУП «Дорвектор-Маш» (г. Молодечно) и «С0МВ1PATCHER» немещсой фирмы SCHAEFER.

Установка для ямочного ремонта УДВ-2000, смонтированная на прищепе ПСЕ-Ф-12.5Б, агрегатируется с трактором типа МТЗ-80/82 и состоит из трехсекционного бункера для различных фракций щебня об1Щш объемом 1,5 м^; емкости для битумной эмульсии объ­ емом 0,8 м^; компрессора, обеспечивающего работу отбойного молот­ ка и пневмотрамбовки. Привод компрессора - гидромеханический, от гидросистемы трактора; питание электрооборудования установки - от электросистемы трактора. Технология работы установки включает в себя следующие операции: вырубка кромок ямы; очистка ямы от грязи сжатым воздухом; обработка ямы битумной эмульсией; руч­ ная укладка в яму щебня, подаваемого через распределительные заслонки бункера в приемный короб; обработка щебня в яме битум­ ной эмульсией посредством распылителя на гибком шланге, управ­ ляемого оператором; уплотнение.

К недостаткам установки УДВ-2000 относятся отсутствие воз­ можности обогрева емкости для битумной эмульсии, малые объемы бункера для щебня и емкости для битумной эмульсии, приводящие к необходимости частой загрузки.

245

Установка «COMBI PATCHER» немецкой фирмы SCHAFER выполняет технологический процесс ямочного ремонта аналогично установке УДВ-2000 и представляет собой прицепное шасси с уста­ новленным на нем двухсекционным бункером для щебня общим объемом 4,5 м^, обогреваемой емкостью для битумной эмульсии вместимостью 3500 л, автономной дизельной силовой установкой, приводящей в работу компрессор пневмосистемы. Обработка ямы би­ тумной эмульсией и пропитка щебня, уложенного в яму, осуществля­ ется посредством форсунки на гибком шланге, закрепленном на пово­ ротной стреле, что дает возможность оператору охватывать площадь покрытия автодороги в радиусе до шести метров от установки. Уклад­ ка щебня в яму производится вручную из подающего короба.

Недостатками машин, выполняющих ямочный ремонт укладкой затаренных или приготовленных непосредственно на объекте произ­ водства работ эмульсионно-минеральных смесей, являются: необхо­ димость предварительной подготовки ремонтируемого участка авто­ дороги (вырубки кромок ям, очистки ям от грязи), привлечением другой техники; значительная доля ручного труда; низкая произво­ дительность; относительно невысокое качество ямочного ремонта вследствие отсутствия в вьшолняемом технологическом процессе операций по промывке щебня от пыли и ямы от грязи и засорителей.

Для разрушения и вырубки поврежденных }^астков дорожных покрытий применяют ручной механизированный инструмент удар­ ного действия, навесные и прицепные рыхлигели, автобетоноломы, машины для распиливания бетонных покрытий и машины для дробления твердых материалов на дороге.

При малых объемах работ, когда применение мощньсс машин нецелесообразно, ручной механизированный инструмент является основным средством взламывания дорожного покрытия. Форму и размеры рабочих наконечников ударного инструмента выбирают в зависимости от вьтолняемых работ. Конфигурация, углы заостре­ ния и материал наконечника существенно влияют на производи­ тельность и в известной мере определяют срок его службы. Мате­ риалом для наконечников служат углеродистые инструментальные стали 48, 48А, 48Г, ЮГ. Для весьма крепких пород с коэффициен­ том крепости, превышающим 10 по шкале М. М. Протодьяконова, рекомендуется применять легированные стали 5ХВС и бХВС с при­ садкой хрома, вольфрама и кремния. Для работ по грунту и бетону

246

применяют сталь 50. Изготовленные из этой стали наконечники подвергают нормализации, закалке и отпуску. Закалке подвергают концы хвостовика и режущей части на длине 30.. .40 мм.

Пневматический лом. Для ударного разрушения каменных и бе­ тонных фундаментов сооружений, дорожных покрытий, полускальных пород и разработки мерзлого грунта применяют пневмолом ИП-4604, в котором по сравнению с аналогичным оборудованием резко сниже­ ны вибрации и усилие нажатия. Он обладает большой ударной мощно­ стью, до 1,18 кВт, при энергии удара 90 Н • м. Пневмолом (рис. 4.94) состоит из ствола и подвижно размещенного в нем ударника.

Рис. 4.94. Пневматический лом ИП-4604: I - стюл; 2 - ударник; 3 - стакан;

4 - воздухораспределительное устройство; 5 - подпружиненный шарик; 6 - рукоятка; 7 - амортизационная пружина; 8 - клин;

9 - толкатель; 1 0 - глушитель; 11 - колпак

На верхнем торце ствола при помощи стакана закреплено возду­ хораспределительное устройство. На стакан надета рукоятка с амортизационной пружиной между ними. Пусковое устройство, со­ стоящее из подпружиненного шарика, толкателя и клина, размеще­ но в стакане и рукоятке. На ствол надет глушитель шума. Пневмо­ лом )тсомплектован сменным рабочим инструментом - ломом и ло­ паткой, которые закрепляют с помощью колпака.

При нажатии на рукоятку с помощью клина и толкателя шарик открывает доступ сжатому воздуху в воздухораспределительное устройство, направляющее сжатый воздух попеременно в нижнюю и верхнюю полости. Под действием сжатого воздуха ударник наносит

247

асфальтобетонных покрытий на глубину 152 мм. Два барабана ма­ шины с зубьями подвешены к раме двухосного тягача при помощи рычагов и гидроцилиндров. Барабаны взаимно перекрывают полосу разрушения друг друга. За ними размещены отвалы пружинного типа, которые собирают куски материала в виде валика по оси ма­ шины. Ленточным погрузчиком, смонтированным в задней части машины, материал грузится в транспортные средства или в отвал.

Большой интерес представляют предложения, в которых для раз­ рушения покрытий применяют струю воды, вытекающую из сопла под большим давлением. Машина, которая разрушает вертикальной струей воды, состоит из импульсных насосов высокого давления с инжекторами. Оборудование опирается резиновыми подушками на поверхность noRpbreHH. После разрушения одного участка оборудо­ вание поднимают, а машина перемещается на новое место.

Высокоскоростные струи жидкости можно также использовать для очистки поверхностей покрытий от грязи и удаления продуктов загрязнения.

Каменные материалы и куски бетона, находящиеся на поверхно­ сти покрытия, можно дробить спещ1альными машинами-дробил­ ками, рабочим органом которых чаще всего является ротор с дро­ бящими молотками. Такие дробилки могут оказаться эффективны­ ми при реконструкции дорог с каменным покрытием.

Машины для дробления могут быть прицепными, навесными на стандартные двухосные и одноосные тягачи и на специальном шас­ си. Независимо от этого их дробящее устройство в основном одина­ ково. Оборудование такого типа монтируют на прицепе. Оно состо­ ит из рамы, рабочего оборудования - дробящего ротора, двигателя, трансмиссии, ходовой части и механизмов управления. Рама прице­ па опирается на ось через две балки, имеющие шарнирное крепле­ ние на концах рамы и на оси. Положение рамы относительно по­ верхности земли и дробимого материала регулируют посредством гидроцилиндров, укрепленньтх на балках и на раме. При подъеме и опускании рамы изменяется положение ротора с дробящими молот­ ками. Ротор имеет вид вала с дисками, на которых шарнирно закре­ плены молотки. Молотки на смежных дисках смещены относитель­ но друг друга на 45°. Ротор с молотками закрыт кожухом. Материал, подлежащий дроблению, рассьшается в виде валика на дороге. При реконструкции дорог старое покрьггае предварительно разрыхляют.

249