Содержание

• Современные технологии укладки асфальта и оборудование для создания дорожных покрытий

• Современные технологии изготовления бетонных дорожных покрытии

• Современное оборудование для укладки дорожных покрытий

• Концепция основных технических требований для разработки асфальтовых финишеров нового поколения

• Устройство асфальтобетонных дорожных покрытий по технологии"Компакт-асфальт

• Tiger Stone: принтер для устройства покрытий дорог из кирпичей

• Список литературы

Современные технологии укладки асфальта и оборудование для создания дорожных покрытий

Современные дорожные покрытия должны обладать такими качествами, как эксплуатационная долговечность, высокая износостойкость и хорошее сцепление покрытия с колесами транспортных средств. Основной причиной ускоренных темпов разработки новых технологий для создания дорожных покрытий, дорожной техники и материалов стала потребность людей в эффективных транспортных путях, а также проблема экологической безопасности. Эти факторы привели к изготовлению дорожных покрытий многофункционального назначения, с регулированием вымораживания влаги, обезвоженных (водопроницаемых), малошумных и т.д.

В ходе совершенствования рециркуляционных технологий в строительстве с начала 90-х гг. ХХ века идет процесс непрерывного увеличения объема дорожных смесей, создаваемых из вторичных материалов. Параллельно с этим осуществляется комплекс мер, направленных на уменьшение отходов от укладки дорожных покрытий и запыленности в местах проведения работ. Поддержание необходимого уровня экологической безопасности реализуется за счет снижения загрязнения атмосферы (в первую очередь, выбросами СО2), а также снижения уровня вибрации и шума.

В последнее время широкое распространение получают технологии создания асфальтовых дорожных покрытий, которые используют вторично перерабатываемые материалы. Это дает возможность уменьшить энерго- и ресурсозатраты за счет экономии первичных материалов, сокращения сроков выполнения работ и затрат на строительство дорог. Данная технология включает в себя предварительное измельчение старого дорожного покрытия, смешивание фрагментов снятого покрытия (крошки) с цементом и другими добавками, подогрев полученной смеси, ее укладку и последующее уплотнение.

Большую популярность имеет технология "вспененного асфальта", которая предусматривает применение вторичных материалов, которые смешиваются с другими подогреваемыми компонентами (основой является вспененный ингредиент). При высокой температуре в процессе впрыскивания воды в данной смеси образуется водяной пар, создаются мелкие пузырьки, что облегчает процесс перемешивания смеси за счет увеличения ее объема и уменьшения вязкости.

Отличительной особенностью данного вида дорожного покрытия является наличие хорошего сцепления с предварительно уложенными слоями и колесами транспортных средств. Данное обстоятельство ведет к снижению числа дорожно-транспортных происшествий за счет повышения сдвигоустойчивости слоев дорожного полотна, как при укладке, так и при эксплуатации. Еще одним достоинством "вспененного асфальта" является то, что его производство менее затратное, чем производство традиционной асфальтовой смеси, что означат снижение расходов на строительство дорог.

Создание дорожного покрытия из разных видов асфальтовых смесей с помощью наложения одного материала на другой предусматривает технология с одновременным формированием двух слоев. За счет отсутствия зазора между двумя слоями создается конструктивно неразделимая, монолитная структура, что увеличивает ее износостойкость. Благодаря одновременной укладке двух слоев покрытия существенно сокращается время проведения работ. Данная технология дает возможность укладки тонких слоев покрытий из специальных более дорогостоящих смесей повышенного качества.

Изготовление дорожного покрытия, которое имеет надежное сцепление с асфальтом снизу и пропускающую воду пористую структуру сверху, обеспечивает технология изготовления дренирующего асфальта. Основными отличиями данного вида асфальта от других дорожных покрытий является повышенная безопасность движения транспортных средств во время дождя, меньший уровень шума и пониженное образование луж, что исключает брызги воды. Благодаря данным особенностям этот вид дорожного покрытия используется на дорогах с высокой скоростью движения и в "спальных" районах городов.

Для снижения количества связанных с проведением дорожных работ аварийных ситуаций используется технология изготовления дорожных покрытий с подбором скоростных режимов их укладки. Она заключается в сокращении времени проведения работ с одновременным увеличением скорости ее выполнения в местах плотного проживания людей. Эта технология предусматривает наличие свободной дорожной площади, на которой производятся работы, а также наличие длинной и прямолинейной рабочей зоны для перемещения дорожного оборудования.

Уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду позволяет технология изготовления дорожных покрытий с предварительным разогревом асфальтовых смесей. Способность дорожной смеси к перемешиванию повышается в ходе ее приготовления и нагрева до требуемой температуры. Имеется возможность понизить температуру смеси до окончания укладочных работ примерно на 30 градусов, что позволит достигнуть такой температуры, при которой примерно на 15% уменьшится количество выделяемого в атмосферу газа СО2. Благодаря повышению пластичности смеси улучшаются параметры укладки и уплотнения, а также увеличивается эффективность применения дорожного оборудования.

Современные технологии изготовления бетонных дорожных покрытий

Современные технологии изготовления бетонных дорожных покрытии

Уменьшить затраты на укладку покрытий и увеличить их эксплуатационную долговечность позволяет технология укладки бетонных смесей с непрерывным стальным армированием. Такие покрытия можно не ремонтировать длительное время эксплуатации, так как они служат значительно дольше обычных покрытий. Дорожное полотно часто конструктивно исполняется в виде композиционного асфальтового покрытия и изготовленного из армированного бетона верхнего слоя. Однако в некоторых случаях при использовании в нижнем слое композитного покрытия на нем могут образовываться рефракционные трещины. Благодаря данной технологии укладки достигается соответствующая стандартам ровность и создается низкий уровень шума и вибрации.

Добавление в подготавливаемую водопроницаемую смесь цемента с частицами резины определённого размера, которые обладают высокими механическими свойствами, предусматривает технология изготовления дренирующих покрытий с использованием резиновой крошки. Такое покрытие обладает значительно большим шумопоглощением по сравнению со стандартными показателями дренирующего покрытия. Регулирование степени водопроницаемости покрытия обеспечивается за счет специальных методик механического упрочнения поверхности.

При проведении крупномасштабных дорожных работ на скоростных магистралях используется технология "скользящей опалубки". Она предусматривает применение специальных оградительных щитов при непрерывной заливке бетона и оборудования, которое обеспечивает уплотнение и выравнивание смесей. Данная технология позволяет снизить энергозатраты и повысить эффективность работ при укладке бетонных смесей. В отличие от других известных технологий, в которых используются такие щиты, здесь не требуется предварительная установка и последующий демонтаж, что дает возможность существенно сократить эксплуатационные затраты, в том числе число исполнителей, время проведения укладочных работ, объем используемых материалов.

Современное оборудование для укладки дорожных покрытий

Используемые с 1980-х гг. машины для укладки дорожных покрытий с предварительной переработкой вторично используемых материалов характеризовались позитивными результатами. В связи с ростом технических требований к качеству дорожного покрытия возникла необходимость в машинах нового поколения. В Германии и США были созданы рециклеры (регенераторы), которые выделялись высокими качеством переработки вторично используемых материалов и своей мощностью. Их использование дает возможность создавать нужное количество "вспененного асфальта" и других его видов, частично состоящих из вторично используемых материалов покрытия дороги.

Обеспечивающие производство дорожных материалов в необходимых объемах устройства для разогрева и переработки дорожных материалов соответствуют экологическим нормам и режимам рециркуляции вторично применяемых материалов.

Устройство для разогрева и переработки дорожных материалов: 1 - подогреватель; 2, 10 - горелки подогревателя; 3 и 8 - вторичные и первичные материалы; 4 и 9 зона нагревания вторичных и первичных материалов; 5- фильтрующее устройство; 6 - воздух, подаваемый в подогреватель; 7 - продуваемый воздушный поток; 11 и 12 - прогретые вторичные и первичные материалы; 13- воздушный поток, обдувающий вторичные материалы

Устройство сформировано на двух рабочих барабанах. В них осуществляется термическая обработка первичных и вторичных материалов. Системой подогрева воздушных потоков оснащен узел, который отличается незначительным расходом воздуха, высокой степенью рециркуляции материалов (до 100 %) и небольшим, по сравнению с другим подобным оборудованием, размером (соответственно 90 и 40%). Система управления и контроля снабжается необходимыми информационными средствами, что обеспечивает получение материалов высокого качества и высокоэффективную работу данного оборудования. Специально для работы в городе созданы устройства для установки в крытых помещениях. Более экологичным делает устройство использование в качестве топлива для малошумных горелок подогревателя сжиженного газа пропана (бутана).

Большую популярность в середине 1990-х имели асфальтовые финишеры, которые позволили уменьшить трудовые и энергетические затраты при укладке покрытий дорог. Данные машины оснащаются такими техническими системами, как устройства регулирования уплотнения смесей и высоты укладки, различными датчиками, устройствами регистрации и индикации рабочих параметров и т.п. Такое оснащение позволило уменьшить число занятых ручным трудом исполнителей.

Специальным оборудованием, созданным преимущественно для работы с асфальтовой смесью, оснащаются асфальтовые финишеры. Некоторые из них могут работать и с бетонной смесью. Механизмами передвижения с гидростатическим приводом оснащена несущая рама асфальтового финишера. На ней установлен приемный бункер, в который поступает асфальтовая смесь. Она подается к шнеку, который распределяет массу равномерно по ширине полосы укладки, с помощью питателей. После этого смесь частично уплотняется брусом и выравнивается выглаживающей плитой.

Разработку новых моделей асфальтовых финишеров стимулировало расширение многообразия дорожных работ. Базовые технические требования, которые определили общую концепцию развития этих устройств и разработку новых моделей, были созданы на основании опыта работы сервисных центров, отзывов пользователей, анализа причин некачественной окончательной обработки дорожных покрытий при использовании новых асфальтовых смесей и оценки примеров неудовлетворительной эксплуатации ранее выпускавшихся моделей. Самая главная причина плохого качества покрытий оказалась в том, что приготовление готовых смесей производилось из разных исходных материалов по различным технологиям. Соответственно, в ряде случаев оказывались неудовлетворительными такие параметры покрытий, как устойчивость и износостойкость к воздействию динамических нагрузок. Вместе с тем, стандарты качества дорожного покрытия для основной массы дорог не меняются. В связи с этим в некоторых случаях строители вынуждены заранее закладывать термокомпенсирующие щели в несущий слой дороги для предотвращения опасных деформаций дорожного полотна. Отсутствие достаточной жёсткости элементов разравнивания и уплотнения дорожных смесей является еще одной причиной низкого качества дорожных покрытий.

Современные финишеры оснащаются специальными системами управления с использованием информационных баз данных роботизированных устройств и навигационных станций.

Асфальтовые финишеры должны выполнять следующие технологические функции:

• укладка асфальтовой смеси равномерным слоем без выпуклостей и впадин;

• обеспечение требуемой плотности покрытия;

• создание нужной плоскостности покрытия.

Схема изменения ширины укладки: 1 - боковые плиты рабочих органов; 2 и 3 - элемент рабочих органов, выдвигаемый в левую и правую сторону

Асфальтовые финишеры оснащаются устройствами, которые дают возможность уменьшать или увеличивать ширину полосы укладки за счет перемещения влево и вправо вдоль направляющих трубчатых стоек элементов разравнивания и уплотнения, которые находятся в верхней и нижней части финишера. Чтобы в течение длительного срока рабочие органы финишера не изнашивались и не деформировались от трения с асфальтовыми смесями, их прочность и несущая способность должна быть достаточной. Такой же запас прочности должен быть присущ сварочным швам и несущей раме, которые соединяют направляющие трубчатые стойки и раму.

Во время укладки дорожных покрытий рабочие органы несут большую нагрузку. Самые большие усилия возникают при работе с высоковязкими смесями, при перемещении и распределении смеси на максимальной ширине полосы укладки. Вероятность деформации элементов уплотняющее-выглаживащих рабочих органов при повышенных нагрузках увеличивается. При этом ухудшаются параметры асфальтовой смеси, нарушается ее распределение, что ведет к возникновению на дорожной поверхности различных дефектов.

Системы предварительной настройки взаимного расположения несущей рамы уплотняющее-выглаживащего оборудования и направляющих трубчатых стоек предназначены для устранения этих проблем. Они помогают стабилизировать работу всей системы, но при этом жесткость стоек и несущей рамы должна быть высокой. Профилактические меры помогают избежать изгиба и скручивания элементов рабочих органов. Соответственно, достигается требуемая ровность поверхности дорожного покрытия и повышается его качество.