Рис. 12.15. Установка «Савалко 8К800» в рабочем положении:
1 – бак для вяжущего; 2 – воздушный компрессор; 3 – шнек подачи щебня; 4 – гидромотор привода шнека; 5 – емкость для щебня, 4 м3; 6 – кронштейн для поворотной выдвижной стрелы; 7 – стрела; 8 – штанга; 9 – распределительный насадок; 10 – кабина водителя
«Савалко 8К800» – самоходная установка с емкостью для эмульсии 800 л – управляется водителем-оператором и предназначена для высококачественной заделки выбоин, трещин и других локальных повреждений дорожного асфальтобетонного покрытия битумной эмульсией со щебневым наполнителем.
Установка выполняет следующие функции:
1)подогрев эмульсии до заданной температуры;
2)очистку ремонтируемой поверхности сжатым воздухом, удаление мусора из выбоины, трещины;
3)добавку эмульсии в струю сжатого воздуха для подгрунтовки ремонтируемой поверхности;
4)подачу щебня, который орошается эмульсией при прохождении через насадок;
5)подачу чистого щебня на ремонтируемый участок покрытия. При смене рабочего оборудования может использоваться асфальто-
вый раствор, битумная эмульсия, а такжеасфальт, нагретый до200°С. Управление стрелой и штангой осуществляется с помощью рычагов в кабине водителя, на которых установлены кнопки управления подачей воздуха, эмульсии и щебня. С помощью левой рукоятки управления осуществляется перемещение стрелы, с помощью
правой – штанги стрелы.
Бак для эмульсии емкостью 800 л имеет регулируемую систему подогрева с его автоматическим выключением при низком уровне
510
эмульсии в баке. При заполнении бака должен быть включен сигнализатор переполнения. В баке должно быть всегда не менее 300 л эмульсии при использовании газового подогревателя (при меньшем количестве подогреватель автоматически отключается).
Щебень насыпается в емкость установки с помощью ковшового погрузчика. Максимальный объем загрузки – 5,42 м3.
Заполнение ям и выбоин в асфальтобетонном покрытии осуществляется эмульсионно-минеральной смесью, которая приготавливается установкой непосредственно при восстановлении разрушенного объема покрытия.
Запас эмульсии и щебня в емкостях установки позволяет работать подряд 5 часов, запас газа – 40 часов.
12.4. Машины для регенерации асфальтобетонных покрытий
Впроцессе службы дорожных покрытий происходит старение асфальтобетона. Поэтому важной задачей является восстановление свойств вяжущих материалов и соответственно – асфальтобетонных смесей, что позволяет повторно использовать асфальтобетон дорожных покрытий и, в конечном счете, экономить дорожно-строи- тельные материалы.
Восстановление асфальтобетона может производиться:
1) в стационарных условиях (на асфальтобетонных заводах);
2) непосредственно на месте проведения работ с использованием специальных машин, выполняющих ремонт покрытий.
Впервом случае производится частичное или полное снятие слоя старого асфальтобетона, его измельчение, горячая обработка в специальных асфальтобетонных установках с добавлением новых необходимых материалов. Использование специальных установок целесообразно, когда объемы поступающего материала значительны, обеспечивается его непрерывная подача, расстояние возки не превышает допустимого.
Всвязи с увеличением цен на энергоресурсы в европейских странах начали активно разрабатываться новые технологии ремонта асфальтобетонных покрытий, основанные на работах без наращивания или с незначительным наращиванием слоев дорожной одежды:
регенерация, рециркулирование в зоне верхнего слоя старого по-
крытия с обогащением его добавками нового материала и уклад-
кой на месте соответственно проектному профилю.
Эти технологии позволяют максимально использовать материал существующего покрытия, существенно сократить транспортные расходы, улучшить характеристики верхнего слоя.
Более рационально применение передвижных установок, позволяющих выполнять малые объемы рассредоточенных работ.
Существует большое количество методов регенерации и повторного использования материалов, которые можно объединить в несколько групп:
1)методы горячей регенерации на месте (на дороге) с использованием различных способов разогрева, разрыхления и улучшения свойств старогоасфальтобетона с последующей укладкой его в покрытие;
2)методы холодной регенерации на месте (на дороге), когда материал старого покрытия снимается холодным фрезерованием; производится обработка битумной эмульсией и укладка в нижний слой нового покрытия;
3)методы холодно-горячей регенерации, когда материал старого покрытия снимается холодной фрезой, перерабатывается в смесительной установке с подогревом, добавлением нового щебня и битума, а затем укладывается в новое.
При ремонте асфальтобетонных покрытий все большее распространение получают методы регенерации – восстановления их первоначальных эксплуатационных свойств (прочности, ровности и шероховатости).
Методы регенерации можно разделить на три группы:
1)пропитка покрытия «омолаживающими» составами, т.е. пластификаторами, восстанавливающими свойства битума;
2)восстановление свойств асфальтобетонного покрытия на месте с использованием различных методов разогрева, разрыхления и улучшения свойств старого асфальтобетона (сюда можно отнести метод холодного фрезерования старого асфальтобетона с переработкой его на месте в передвижной асфальтосмесительной установке и укладкой в дорожную одежду);
3)снятие старого асфальтобетона холодным или горячим способом и переработка его на стационарных АБЗ.
На загородных автомобильных дорогах применяется метод тер-
могенерации, или термопрофилирования на месте.
Способы термопрофилирования имеют разновидности: термопланирование (за рубежом этот способ называется реформинг),
термогомогенизация, термоукладка, термосмешение (ремикс), термопластификация.
Термопланирование, или выравнивание при нагреве без добавления новой смеси, состоит в том, что асфальтобетонное покрытие нагревают горелками инфракрасного излучения до 120…180 °С на глубину 2…5 см, затем разрыхляют, перераспределяют (разравнивают) материал и уплотняют.
Способ применяется при восстановлении ровности и поперечного профиля покрытия, если просвет под трехметровой рейкой не превышает 20 мм. В режиме термопланирования ремонтируются покрытия из песчаного асфальтобетона, водонасыщение которых не превышает 3 % по объему. Можно ремонтировать покрытия из мелкозернистого или песчаного асфальтобетона с водонасыщением, не превышающим 4 %, при условии устройства после этого защитного слоя в виде поверхностной обработки или коврика износа. Для этого используются термопрофилировщики, схема работы которых приведена на рис. 12.16.
Рис. 12.16. Схема работы термопрофилировщика:
1 - нагрев; 2 - рыхление; 3 - разравнивание; 4 - предварительное уплотнение; 5 - окончательное уплотнение
Нагрев покрытия производится до 200 С для асфальтобетона и 120 °С – для дегтебетона. Средняя температура асфальтобетона (80…120°С) при толщинеслоя 40 мми температуре воздуха 20 С достигается за 8 мин. Теплообмен в слое протекает неравномерно. Вначале поверхность нагревается быстрее, чем нижние слои; к моменту рыхления верхние слои остывают, но нижние за счет теплопроводно-
сти аккумулированного тепла продолжают набирать температуру. Это обеспечивает при перемешивании среднюю стабильную температуру 80…100 °С. Нагретая смесь рыхлится, разравнивается в поперечном и продольном направлениях и предварительно уплотняется трамбующим брусом; окончательное уплотнение производится катками. Рабочая скорость термопрофилирования – 3 м/мин, производительность – 1100…2200 м2/сменупри ширине обрабатываемой полосы до3…3,5 м.
С помощью термопланировщика можно восстанавливать не только ровность неизношенных покрытий, но и их сцепные качества методом втапливания. В этом случае в отряд включаются термопланировщик, распределитель щебня и катки. После термопланирования на покрытии обычно устраивают защитный слой в виде поверхностной обработки или путем укладки новой асфальтобетонной смеси. При этом асфальтоукладчик движется на расстоянии 15…20 мм от термопрофилировщика.
Термогомогенизация отличается от термопланирования тем, что, кроме основных операций, производится перемешивание старой разрыхленной асфальтобетонной смеси, в результате чего повышается однородность асфальтобетона и улучшается уплотняемость. Этим способом ремонтируют покрытия с водонасыщением, не превышающим 4 %. Термогомогенизация осуществляется с применением термопрофилировщиков, оснащенных мешалкой, в виде одной машины или комплекта машин.
Ремонт асфальтобетонных дорожных покрытий с помощью до-
рожно-ремонтной машины «Репавер» фирмы «Виртген» (ФРГ)
основан на использовании старого асфальтобетона, пригодного по своим свойствам и характеристикам к повторному применению. Методом «репаве» устраняют колейность, следы износа, деформации и трещины поверхностного слоя покрытия. Он заключается в профилировании заново ремонтируемого дорожного покрытия с добавлением (или без добавления) новой асфальтобетонной смеси.
Машина «Репавер» (рис. 12.17) представляет собой самоходный агрегат длиной до 13 м и массой около 30 т, рабочее оборудование которого состоит из: бункера для новой асфальтобетонной смеси; трех нагревательных блоков инфракрасного излучения (один из которых с 80 горелками общей тепловой мощностью 832200 ккал/ч расположен перед передней ведущей осью, второй – со 112 горелками общей тепловой мощностью 1117200 ккал/ч расположен сзади
передней ведущей оси, третий – с 36 горелками общей тепловой мощностью 306000 ккал/ч расположен перед задней ведущей осью); вскрышного и распределительного устройств. На задней приводной оси расположено оборудование для приготовления новой асфальтобетонной смеси, состоящее из двух распределительных шнеков, трамбующего бруса и вибрационной (заглаживающей) плиты.
Рис. 12.17. Дорожно-ремонтная машина «Репавер»:
1 - испаритель;2 - топливный бак;3 - резервуары длясжиженного газа;4- гидробак; 5 - теплообменникдля охлаждениярабочейжидкости;6- двигатель;7 - вибрационная плита;8 - трамбовочныйбрус;9 - шнековыйраспределитель новойсмеси;10 - приводнойредуктор снасосами;11отвал;12 - шнековыйраспределитель старойсмеси;13взрыхляющаяплита;14нагревательныйблоквтранспортном положении;15 - бункер
Расположенный в передней части машины бункер соединен отапливаемым конвейером с исполнительными органами.
Двигатель машины вместе с распределительным редуктором установлен на шасси агрегата над его задней осью. От распределительного редуктора осуществляется привод конвейеров, шнекового распределителя, трамбующего бруса, вибрационной плиты, механизма передвижения, систем охлаждения рабочей жидкости и управления рабочими органами. Передвижение машины обеспечивается гидрообъемной трансмиссией, подъем и опускание рабочих органов – гидроцилиндрами. Вскрышное устройство состоит из взрыхляющей асфальтобетонное покрытие плиты, разделенной на четыре сегмента шириной 62,5 см, в каждом из которых расположено 5 рядов взрыхляющих ножей с резцами из твердого сплава. Ножи установлены с интервалом 13 см и сдвинуты один по отношению к другому. Высота установки каждого из сегментов и высота установки дополнительных сегментов (шириной 25 и 50 см), которые вместе с основными составляют общую максимальную ширину агрегата 4,25 м, регулируется с помощью гидроцилиндра.
Разогретое дорожное покрытие взрыхляется ножами с наконечниками из твердого сплава, привинчиваемыми к вскрышной плите стальными разъемами. Форма наконечников ножей обеспечивает сохранение структуры (зерен) асфальтобетонной смеси при ее взрыхлении. Глубина внедрения ножей в покрытие регулируется бесступенчато. Сзади взрыхляющей плиты установлены распределительный шнек и отвал.
С помощью первых двух блоков инфракрасного излучения старое покрытие разогревается, причем интенсивность и степень нагрева регулируются в зависимости от скорости движения машины и неровностей поверхности дороги. Регулирование температуры обеспечивается подъемом и опусканием блоков, а также включением или выключением отдельных рядов горелок. Температура разогрева старого асфальтобетона должна соответствовать его пластическому состоянию, что позволяет при взрыхлении не допускать дробления зерен асфальтобетона. Взрыхляющая плита ножами взрыхляет разогретый слой покрытия, который перемешивается и укладывается равномерно по всей ширине участка расположенным за ней шнековым распределителем. Излишки снятого материала отбрасываются в сторону рядом с машиной. Отвал заглубляет старую асфальтобетонную смесь в дорожное покрытие и одновременно планирует поверхность покрытия перед нанесением на него нового слоя асфальтобетонной смеси.
Третий блок инфракрасного излучения разогревает спланированную поверхность и выравнивает температуру старого взрыхленного материала перед укладкой нового слоя смеси.
Наклонным конвейером новая смесь из бункера подается на высоту рамы ходовой части агрегата, где следующий конвейер транспортирует ее в продольном направлении к шнековому распределителю, расположенному за задней осью машины. Управление подачей смеси на распределитель – автоматическое. Окончательная заделка материала в покрытие производится трамбовочно-вибрационным рабочим органом. Смесь материалов подвергается высокому предварительному уплотнению посредством трамбовки и с помощью нагреваемого корпуса вибрационной плиты выравнивается и заглаживается.
При движении смеси от бункера к распределителю обеспечивается ее постоянный нагрев встроенными нагревательными элементами (горелками) инфракрасного излучения. Пропан подается во все нагревательные устройства из двух резервуаров вместимостью
2500 л. Для преобразования сжиженного пропана в газ над правым передним колесом машины располагается испаритель. Ремонтируемое покрытие взрыхляется на глубину до 4 см, а получаемый при этом старый асфальтобетон частично или полностью используется при ремонте. Глубина разработки покрытия может быть изменена перестановкой отвала (во время движения машины). Уложенный слой асфальтобетона образует с нижележащими слоями однородное покрытие с достаточно высокими физико-механическими свойствами. Производительность машины «Репавер» достигает 300 м2/ч.
При ремонте дорожных покрытий в настоящее время применяются две системы работы: метод «репаве» (рис. 12.18) с помощью машины «Репавер», обеспечивающей все рабочие процессы одним агрегатом, и с помощью комплекса из двух ремонтных машин, одна из которых разогревает, взрыхляет, распределяет и предварительно уплотняет старый асфальтобетон, а другая внедряет новый материал при повторном рабочем процессе. Этот комплекс во время работы сопровождают грузовые автомобили с асфальтобетонной смесью, перемещающиеся поновому, предварительно уплотненномупокрытию.
Рис. 12.18. Схема работы методом «репаве»:
а – с помощью машины «Репавер»; б – помощью двух специальных машин; 1, 8 – состояние до ремонта; 2 – нагревание; 3 – взрыхление; 4 – планировка; 5 – нагревание; 6 – добавка смеси и вделка ее в покрытие; 7 – готовое уплотненное дорожное покрытие; 9 – уплотненное покрытие; 10 – регенерированное покрытие
Первая система работы (см. рис. 12.18 а) более экономична по сравнению со второй, так как вследствие предварительного уплотнения старой асфальтобетонной смеси первой машиной второй требуется большее количество новой смеси для достижения эффективного уплотнения покрытия. Она позволяет уменьшить расход новой асфальтобетонной смеси с 40 до 10 кг/м2, Кроме того, при ремонте дороги с помощью двух машин (рис. 12.18 б) температура старого покрытия перед укладкой на него новой смеси ниже, чем при ремонте с помощью машины «Репавер», а распределение температуры по глубине покрытия менее равномерное, что снижает качество окончательного уплотнения смеси.
Машина «Репавер» повторно разогревает попавшие на поверхность при взрыхлении и планировании холодные частицы старого асфальтобетона вместе с остальной массой до определенной и равномерной температуры, соответствующей практически той температуре, при которой она была первоначально уложена при устройстве покрытия, обеспечивая равномерное уплотнение покрытия после укладки новой асфальтобетонной смеси. «Репавер» уплотняет оба слоя в горячем состоянии во время одного рабочего процесса, тогда как в двухмашинной системе два тонких слоя покрытия, состоящие из повторно сформированного, предварительно уплотненного слоя и свежей массы, накладываются последовательно один на другой, что является менее предпочтительным.
Термоукладка представляет собой выравнивание покрытия при нагреве с добавлением новой смеси, но без перемешивания со старой. При больших колеях, неровностях, деформациях покрытия разогретого асфальтобетона не хватает для ликвидации неровностей, и добавляется небольшое количество новой смеси, затем покрытие разравнивается и уплотняется. Этот способ в зарубежной практике называют репайвингом, а машину для его реализации – репавером. Термоукладка осуществляется с применением термопрофилировщика, оснащенного оборудованием для приема и распределения новой смеси. Можно также использовать комплект оборудования, включающий асфальтоукладчик.
Для регенерации асфальтобетонных покрытий выпускается термосмеситель ДЭ-232, смонтированный на самоходном шасси и состоящий из четырех панелей-горелок инфракрасного излучения, рыхлителя, шнеков, мешалки, отвала, трамбующего бруса, выгла-
живающей плиты, емкости для газа и приемного бункера для новой смеси. Производительность машины – 720 м3/ч, ширина обработки – 3…4 м, рабочая скорость – до 3 м/мин, максимальная глубина обработки – 50 мм, расход новой смеси – до 45 кг/м2. Термосмеситель может выполнять все виды термопрофилирования.
Работы по термопрофилированию способом термопланирования
итермоукладки выполняются при температуре воздуха не ниже 15 °С, а способом термогомогенизации и термосмешения – при температуре не ниже 20 °С. Скорость ветра во всех случаях не должна превышать 7 м/с. Для лучшего и более равномерного по глубине покрытия прогрева в комплекте с термопрофилировщиком или термосмесителем применяется асфальторазогреватель ДЭ-234, который представляет собой агрегат на колесном ходу, имеющий три панели горелок и обеспечивающий предварительный нагрев покрытия. В этом случае работы по термопрофилированию можно выполнять при температуре воздуха не ниже 5 °С.
Способом термоукладки можно ремонтировать покрытия с водонасыщением до 6 %. Объем добавляемой новой смеси зависит от
ровности ремонтируемого покрытия, степени его износа и обычно назначается в пределах 25…50 кг/м2. После очистки дорожного полотна от пыли и грязи с помощью разогревателя производят нагрев покрытия на глубину до 40 мм. Вначале в течение 6…7 мин оно прогревается, затем при рабочей скорости 1,2…1,3 м/мин его прогревают еще 10…20 мин (в зависимости от температуры воздуха). После этого выходят на стационарный режим движения 2,5…3 м/мин
итемпературы нагрева 110 °С.
Дальнейший нагрев, рыхление и разравнивание старой смеси выполняется термосмесителем ДЭ-232. На уложенный слой старой смеси этой же машиной укладывается и предварительно уплотняется новая смесь, доставленная в приемный бункер автомобилямисамосвалами, а затем уплотняется катками на пневматических шинах и катками с металлическими вальцами массой 12…18 т общим числом проходов по одному следу 8…12. Уплотнение выполняется в диапазоне температур смеси от 70 до 110 °С.
При ремонте способом термосмешения производится разогрев, рыхление старой смеси, добавление новой, перемешивание и выравнивание. Весь процесс протекает в едином технологическом цикле на дороге (рис. 2.19).
