Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов

где – коэффициент полезного действия передач, равный 0,90– 0,95.

Производительность фрезы (грунтосмесителя) на различных операциях технологического процесса холодного рециклинга покрытий автомобильных дорог (рыхление, измельчение, перемешивание) определяется по формуле [15]

П υBhTkв 1000 (м3/ч), m(T t)

где – скорость движения, км/ч;

B – ширина полосы, обрабатываемой за один проход, м; h – толщина обрабатываемого слоя, м;

Т – продолжительность рабочего хода машины, мин;

kв – коэффициент использования рабочего времени, включая время технологического простоя, например ожидания распределе-

ния цемента (kв = 0,65–0,75);

m – число проходов по одной полосе;

t – время поворота на обратный ход, мин.

Для однопроходного грунтосмесителя m = 1 и t = 0, следовательно, производительность

П = 1000 B h kв (м3/ч).

Параметры современных рециклеров также могут быть определены по приведенной выше методике.

Основные технические характеристики машин для холодного рециклинга покрытий автомобильных дорог, разработанных в 50-е годы XX века, представлены в табл. 4.24.

Таблица 4.24

Основные технические характеристики машин для холодного рециклинга покрытий автомобильных дорог, разработанных в 50-е годы XX века

378

Развитие технологий в 80–90-х годах XX века, позволившее создать надежные гидравлические приводы, рабочие органы фрезерных барабанов, системы управления, а также применение новых типов органических и неорганических вяжущих материалов позволили ряду фирм разработать конструкции машин для холодного рециклинга покрытий автомобильных дорог на новом техническом уровне. Так, фирмой «BOMAG» (Германия) в настоящее время выпускаются рециклеры моделей MPH 100 в вариантах MPH 100 R для холодного рециклинга покрытий и MPH 100 S для стабилизации грунта оснований автомобильных дорог, MPH 120 для стабилизации грунта оснований и MPH 120 R для холодного рециклинга покрытий автодорог, а также их модернизированный вариант MPH 121; фирмой «BITELLI» (Италия) выпускаются две модели рециклеров с рабочей шириной фрезерования до 2000 мм и максимальной глубиной до 540 мм; фирмой «Wirtgen Group» (Германия) выпускаются три модели холодных рециклеров под маркой Wirtgen–2100 DCR, WR 4500 и WR 2500/WR 2500 K и одна под маркой HAMM–

379

RACO 250; аналогичные машины выпускаются также в США фирмой «CATERPILLAR» и рядом других фирм.

Рециклер MPH 100 немецкой фирмы «BOMAG» (рис. 4.106) представляет собой специальное шасси, на котором смонтирована силовая установка, приводящая в действие насосы гидросистемы, и кабина управления. Рабочий орган машины – фрезерный барабан – расположен на отдельной раме, смонтированной консольно за задней осью машины. Привод фрезерного барабана, механизма передвижения и рулевого управления, подъем и опускание барабана – гидравлический. В вариантах для рециклинга MPH 100 R кожух фрезерного барабана оборудован системой распределения вяжущего (битумной эмульсии) и воды, а также насосами для их подачи из движущихся вместе с машиной битумовоза (автогудронатора) и цистерны. Кроме того, данный вариант отличается от варианта MPH 100 S количеством резцов фрезерного барабана и его конструкцией.

Рис. 4.106. Рециклер MPH 100 фирмы «BOMAG» (Германия)

Недостатком конструкции рециклера MPH 100 является нестабильность глубины фрезерования, определяемая консольной установкой фрезерного барабана.

380

Более эффективной в работе является конструкция, у которой фрезерный барабан расположен в центре колесной базы рециклера. По такой схеме изготовлены рециклеры MPH 120, MPH 121 фирмы «BOMAG», RACO 250 фирмы «HAMM», рециклеры фирмы

«BITELLI», «CATERPILLAR» и «Wirtgen». При этом рециклеры фирм «BOMAG» (рис. 4.107), «HAMM» (рис. 4.108), «BITELLI»

(рис. 4.109) и «CATERPILLAR» (рис. 4.110) конструктивно идентичны.

Рис. 4.107. Рециклер MPH 120 фирмы «BOMAG» (Германия)

381

Рис. 4.109. Рециклер фирмы «BITELLI» (Италия)

Рис. 4.110. Рециклер фирмы «CATERPILLAR» (США)

Конструкция данных рециклеров представляет собой мощную раму хребтового типа, в передней части которой установлены силовая установка (двигатель, приводящий насосы гидросистемы) и кабина с пультом управления. В центральной части рама имеет шарнирное сочленение, обеспечивающее возможность поворота. Крайними точками рама опирается на передний и задний мосты с колесами, имеющими шины низкого давления, причем колеса заднего моста имеют возможность поворота для увеличения маневренности машины. В центре колесной базы в кожухе, образующем камеру дробления, установлен фрезерный барабан. Объем камеры дробления можно изменять в процессе работы, поднимая или опуская кожух фрезерного барабана. Кожух оборудован управляемой заслонкой в задней части, системами подачи вяжущего (битумной эмульсии) и воды в зону фрезерования посредством насосов из движущихся вместе с рециклером битумовоза (автогудронатора) и цистерны. Привод ходовых колес, насосов, фрезерного барабана, его подъем и опускание, а также подъем и опускание его кожуха, управление заслонкой кожуха и поворотом задних колес осуществляется гидравлической системой рециклера, имеющей общий кон-

383

тур. В зависимости от выполняемого технологического процесса (рециклинг покрытий или стабилизация грунта оснований автомобильных дорог) рабочий орган машины – фрезерный барабан – может иметь различную конструкцию, количество и форму резцов.

Технология работы рециклеров рассмотренной конструкции заключается в вырезании поврежденного покрытия фрезерным барабаном, который при движении машины непрерывно измельчает материал ремонтируемого покрытия, перемешивает его с вяжущим (битумной эмульсией), водой, дозируемых оператором или автоматической системой управления, и, при необходимости, цементом; осуществляет распределение получаемой эмульсионно-минеральной смеси по ширине полосы и предварительное формирование ее профиля с помощью управляемой заслонки кожуха за один рабочий ход. Фракционный состав получаемого в процессе фрезерования гранулята старого и, как следствие, механические свойства нового покрытия зависят от частоты вращения фрезерного барабана, объема камеры дробления, положения заслонки, скорости движения рециклера. Окончательное формирование профиля автодороги выполняется автогрейдером, после чего производится уплотнение комбинированным катком вибрационного действия и открытие движения транспорта. Технологический комплекс техники, выполняющей холодный рециклинг автомобильных дорог, изображен на рис.

4.111.

Рис. 4.111. Технологический комплекс техники, выполняющей холодный рециклинг автомобильных дорог

1 – автоцистерна с водой; 2 – битумовоз с битумной эмульсией; 3 – рециклер;

384

4 – автогрейдер; 5 – виброкаток; 6 – песчано-гравийное основание; 7 – старое асфальтобетонное покрытие; 8 – рециклированный слой; 9 – спрофилированный новый слой; 10 – уплотненный новый слой

Конструкция рециклеров фирмы «Wirtgen» отличается от рассмотренной выше применением другой компоновочной схемы, а также гусеничного механизма передвижения у моделей 2100 DCR и WR 4500. Рециклеры 2100 DCR и WR 4500 представляют собой пространственную раму, установленную на четырех гусеничных тележках, на которой смонтированы силовая установка, пульт управления, рабочий орган с системами подачи, дозирования и распределения вяжущего (битумной эмульсии) и воды. Различие моделей 2100 DCR и WR 4500 заключается в конструкции рабочего органа: модель 2100 DCR оборудована одним фрезерным барабаном, имеющим механический привод (ременную передачу), позволяющим обрабатывать полосу шириной 2000 мм, а модель WR 4500 – тремя фрезерными барабанами с гидравлическим приводом для бесступенчатой регулировки ширины фрезерования в пределах 3000–4500 мм и, как следствие, – более мощной силовой установкой. Кроме того, рециклер WR 4500 имеет в передней части рамы приемный бункер, загружаемый автомобилями-самосвалами, из которого минеральные материалы могут дозированно подаваться в зону фрезерования при необходимости повышения прочностных свойств ремонтируемого покрытия. При использовании рециклера 2100 DCR минеральные материалы требуется предварительно распределять по ширине ремонтируемой полосы с помощью другой дорожной техники. Привод механизма передвижения, управление глубиной фрезерования и шириной обрабатываемой полосы, механизмом формирования профиля восстанавливаемого покрытия (который обеспечивает точное профилирование, что позволяет не использовать автогрейдер после прохода рециклера), насосами подачи вяжущего и воды осуществляется гидравлической системой машины, насосы которой приводятся в действие силовой установкой.

Применение в конструкции рециклеров 2100 DCR и WR 4500 гусеничного механизма передвижения позволяет более точно выдерживать заданные в технологическом процессе параметры фрезерования и профилирования ремонтируемого покрытия, чем в случае

385

применения пневмоколесного механизма передвижения, за счет лучшей устойчивости при движении, но не позволяет осуществлять технологический процесс стабилизации грунта и рециклинга грунтовых оснований автомобильных дорог из-за более высокого удельного давления на поверхность покрытия; кроме того, машины такой конструкции имеют невысокую мобильность.

На рис. 4.112, 4.113 изображены рециклеры 2100 DCR и WR

4500 фирмы «Wirtgen» (Германия).

Конструкция рециклера WR 2500 (рис. 4.114) и его модификации WR 2500 K (рис. 4.115), имеющей бункер для дозирования минеральных материалов в зону фрезерования, включает в себя все прогрессивные технические решения, примененные в конструкциях рассмотренных выше машин, для достижения максимальной многофункциональности и эффективного выполнения технологического процесса холодного рециклинга автомобильных дорог.

386