Перегружатели – новые требования против сегрегацииОборудование, помогающее устранять температурную и фракционную сегрегацию асфальтовой смеси

В. Маслов

Технология непрерывной укладки дорожного полотна с использованием перегружателей появилась относительно недавно: ее придумали в США около тридцати лет назад. В России перегружатели стали применять в начале 2000-х гг. На рынке сейчас представлены все ведущие производители этой техники – американские Roadtec и Weiler, европейские Atlas Copco и Vögele. На красногорском заводе «Бецема» налажен выпуск отечественного перегружателя.

В лаборатории Управления федеральных автомобильных дорог Москва–Бобруйск в Калуге изучили применение перегружателей асфальтобетонной смеси, в результате было установлено, что повторное перемешивание смеси перед укладкой позволяет избежать как температурной сегрегации, так и неоднородности состава. Сейчас новую технологию активно внедряет Росавтодор. Вступили в силу требования, изложенные в приложении к распоряжению Федерального дорожного агентства от 29 мая 2013 г.

№ 717-р, согласно которым при проведении работ по укладке верхних слоев асфальтобетонного покрытия необходимо обеспечить показатели равномерности температуры за асфальтоукладчиком, а именно: разность температур поперечного профиля укладываемого асфальтобетонного покрытия, измеренного на расстоянии 0,3–1,0 м от выглаживающей плиты асфальтоукладчика, должна составлять не более 10 °С. Без перегружателя уложиться в эти достаточно строгие нормы будет непросто. А с учетом того, что новые смеси стали более жесткими, применение перегружателей должно стать обязательным условием. Ситуация уже начала меняться на стадии проектирования дорожного строительства – разработчики новых проектов стали указывать в документации на необходимость использования этой техники.

Почему возникает неравномерность температур при доставке асфальтобетонной смеси? Дело в том, что самосвал, груженный этой смесью, как правило, очень нескоро добирается от асфальтосмесительной установки до места непосредственной укладки асфальта, преодолевая немалые расстояния, либо пробиваясь через автомобильные пробки, либо застревая в распутицу.

Чем дольше это длится, тем больше остывает асфальтобетонная смесь. И беда не только в том, что смесь становится холодной, а в том, что она остывает неравномерно: у стенок кузова самосвала и сверху быстрее, в глубине массы смеси медленнее. Таким образом, наступает температурная неравномерность смеси, иначе называемая сегрегацией или расслоением. Грозит это тем, что, когда сегрегированная по температуре смесь попадает в приемный бункер асфальтоукладчика, холодные ее части укладываются недостаточно плотно в отличие от горячих. В результате последующей укладки на готовом покрытии образуются рыхлые зоны, в которые при дальнейшей эксплуатации дорожного полотна проникает вода, и это довольно быстро приводит к образованию в этих местах участков быстрого разрушения.

Кроме температурной сегрегации во время движения самосвала происходит перераспределение крупных и мелких фракций в объеме асфальтобетона – в этом случае наступает фракционная сегрегация. Более мелкие гранулы просачиваются сквозь более крупные и смещаются вниз. Так что в бункер асфальтоукладчика выгружается совсем не та смесь, которая была тщательно перемешана на асфальтобетонной установке перед загрузкой в самосвал. С такой сегрегацией приходится бороться за счет механического перемешивания смеси в «чреве» перегружателя. Чем более интенсивно происходит перемешивание, тем выше ценится перегружатель в смысле борьбы с сегрегацией. Наиболее качественно это делают тяжелые перегружатели, оснащенные большим бункером-накопителем с мощным шнеком. Но это вовсе не означает, что компактные машины никуда не годятся.

Критерием пригодности перегружателя являются вышеприведенные требования ФДА по разности температур поперечного профиля укладываемого покрытия – если эти условия соблюдаются, компактную машину можно смело использовать, тем более что такая техника будет обладать преимуществами при транспортировке и работе в стесненных условиях.

Однако любой перегружатель, какими бы хилыми ни были его антисегрегационные свойства, обеспечивает 100%-ную защиту от так называемого поперечного сдвига покрытия, поскольку одним фактом наличия промежуточного звена исключается контакт между самосвалом и укладчиком. Всегда, как только самосвал подходит к асфальтоукладчику и выгружает смесь в приемный бункер, этот процесс сопровождается ударной нагрузкой. Удар передается на плиту укладчика, в результате чего на формируемом покрытии и образуется поперечный сдвиг. В этой зоне с измененной плотностью при последующей эксплуатации дорожного полотна будет появляться поперечная трещина.

Еще одним 100%-ным пре­имуществом любого перегружателя является обеспечение непрерывности укладки. Всякий раз, когда асфальтоукладчик останавливается, в покрытии также наступает поперечный сдвиг с теми же последствиями зарождения трещины в асфальте. Останавливаться приходится, например, в случае, когда смесь заканчивается, а новую порцию самосвал по каким-то причинам вовремя не подвез. А загружаемый самосвалом прегружатель продолжает двигаться с той же скоростью, что и асфальтоукладчик, но на безопасной дистанции от него, при этом в бункер укладчика продолжает засыпаться асфальтобетонная смесь из длинного «хобота»-конвейера перегружателя. В этом случае самосвалы могут в любое время подъезжать к перегружателю и загружать в его бункер-накопитель асфальтобетонную смесь с запасом. Здесь, кстати, нужно сделать еще один реверанс в сторону тяжелых перегружателей – чем больше размеры бункера-накопителя, тем лучше условия для проведения непрерывной укладки.

Непрерывность автоматически означает и более высокую скорость укладки – время сокращается ровно на те промежутки простоев, при которых по традиционной схеме самосвал разгружается в бункер укладчика. Кстати, как только в США появились перегружатели, речь в первую очередь шла именно об ускорении укладки. Поэтому в Европе к заокеанскому нововведению первое время только присматривались. В отличие от США укладка асфальта в Старом Свете обычно ведется с небольшой скоростью, которая примерно в четыре раза меньше, чем у американцев. В США при ремонте дорог перекрывают большие трассы: идет фреза, и тут же за ней движется асфальтоукладчик – за ночь таким образом укладывается сразу много километров полосы, на утро – движение открыто.

В Европе так не работают – масштабы другие. К тому же в медленной укладке есть свои плюсы: асфальто-укладчик успевает максимально уплотнить укладываемое покрытие выглаживающей виброплитой и трамбующими брусьями, после чего требуется минимальное число проходов катками. Поэтому европейцы поначалу и не видели смысла ради ускорения процесса менять отработанные годами методы укладки. Если бы не одно «но» – серьезное улучшение качества покрытия от применения перегружателя! Стали появляться исследования о том, что срок службы асфальтобетонного покрытия, получаемого с использованием перегружателя, оказывается в полтора-два раза выше – только за счет устранения температурной и фракционной сегрегации (такие данные приводит, например, американская компания RADNAT Consulting). Это заставило европейцев осваивать новую технологию и, более того, налаживать собственный выпуск перегружателей.

Roadtec

Американская компания Roadtec, входящая в состав корпорации Astec Industries, является родоначальником технологии укладки асфальтобетона с использованием перегружателя.

Первые в мире перегружатели начали производиться под этой маркой в 1988 г. В настоящее время компания поставляет на рынок три модели колесных перегружателей – MTV-1000, Shuttle Buggy SB-1500 и Shuttle Buggy SB-2500ех.

Машины имеют однотипную конструкцию. У моделей Shuttle Buggy SB-1500 и Shuttle Buggy SB-2500ех смесь из кузова самосвала высыпается в приемное окно, из которого по конвейеру разгрузки поступает в промежуточный бункер, где перемешивается с помощью шнека, а по конвейеру загрузки промежуточного бункера перемещается к собственно конвейеру загрузки, откуда попадает в бункер асфальтоукладчика. У модели MTV-1000 промежуточного бункера нет – смесь из загрузочного бункера высыпается непосредственно на конвейер загрузки. Все машины оснащены 6-цилиндровым турбодизелем CaterpillarС-9 мощностью 305 л.с., отвечающим требованиям норм по токсичности отработавших газов Tier III. У всех моделей место оператора расположено с обеих сторон машины. Панель управления может поворачиваться для использования ее с каждого положения, позволяя управлять работой на той же или смежной полосе.

У модели MTV-1000 пропускная способность каждого конвейера составляет 544 т смеси в час. Конвейер загрузки может отклоняться от продольной оси на 55° в обе стороны. Максимальная высота подъема конвейера загрузки равна 3,7 м.

Перегружатель Shuttle Bug­gy SB-1500 снабжен бункером, вмещающим до 13,6 т разгружаемой асфальтовой смеси. Пропускная способность каждого конвейера та же, что и у мод. MTV-1000. Конвейер загрузки отклоняется от продольной оси на 50° в обе стороны, максимальная высота подъема конвейера – 3,5 м. Емкость бункера Shuttle Buggy SB-2500-ex составляет 22,7 т. Производительность конвейера разгрузки равна 907 т смеси в час, конвейеров загрузки промежуточного бункера и загрузки укладчика – 544 т/ч. Перемешивающий шнек имеет диаметр 737 мм (у мод. Shuttle Buggy SB-1500 – 599 мм). Конвейер загрузки может отклоняться от продольной оси на 55° в обе стороны, его максимальная высота подъема равна 3,8 м. Всего выпущено более тысячи перегружателей Shuttle Buggy SB-2500 – с 1989 г.

, когда началось производство машины. Это самый востребованный в мире перегружатель, в том числе наиболее популярный в России – порядка 50 машин этой модели работают на федеральных российских трассах и еще 30–40 – на региональных.

Weiler

Фирма Weiler (до 2005 г. являлась структурным подразделением компании Caterpillar) ежегодно выпускает примерно 40 перегружателей. На российском рынке предлагаются колесные антисегрегационные перегружатели мод. E1250А и E2850.

Модель E1250А предназначена для перемещения горячей асфальтобетонной смеси из самосвала в асфальтоукладчик для обеспечения непрерывной укладки, при этом у машины нет бункера для хранения материала – он пересыпается из конвейера разгрузки в конвейер загрузки. Но это происходит не напрямую, как у той же модели Roadtec MTV-1000, а через так называемый бункер повторного перемешивания, расположенный под конвейером разгрузки. В этом бункере имеется сдвоенный переплетающийся (с чередованием) шнек, который перемешивает сегрегированные как по размеру, так и по температуре частицы и сужает поток материала для поступления на конвейер загрузки – то есть смесь проходит через шнек в процессе падения. Инженеры компании Weiler считают, что другие смесительные системы, в которых шнеки заполняются материалом, делают их перемешивающую способность менее эффективной.

У мод. E2850 имеется собственный встроенный бункер для хранения материала массой до 23 т. Сегрегация асфальтобетонной смеси устраняется за счет работы шнеков, перемешивающих хранящийся в бункере материал непосредственно перед его загрузкой в асфальтоукладчик.

Конвейер загрузки у мод. E1250А может подниматься на высоту до 3,5 м, у E2850 – до 4,88 м. Мод. E1250А оснащается турбодизелем Cat C7 мощностью 250 л.с., мод. E2850 – мотором Cat С9 мощностью 300 л.с. Привод ходовой системы у машин гидростатический, на четыре колеса, с двухскоростными двигателями и планетарными приводами.

Atlas Copco

Шведская компания Atlas Copco выпускает гусеничные перегружатели мод. Dynapac MF300C и Dynapac MF2500. Стандартная емкость бункера MF300C равна 8,5 м3, что соответствует массе асфальтобетонной смеси 17 т. С помощью специальных вставок ее можно увеличить до 45 т. В качестве силового агрегата используется дизельный двигатель Cummins QSB 6.7 мощностью 221 л.с.

Этот перегружатель, имея производительность 3500 м3/ч, может использоваться для питания больших асфальтоукладчиков, работающих при максимальной ширине укладки. Хотя надо иметь в виду, что данная машина приспособлена в первую очередь под фирменную технологию укладки Atlas Copco, называемую «компакт-асфальт», то есть идеально подходит для работы с асфальтоукладчиками Dynapac мод. СМ2500 и СМ3000. Суть «компакт-асфальта» состоит в том, что нижний, более толстый слой асфальта (связующий) и верхний, более тонкий слой (слой износа) укладываются за один проход укладчика. Такая технология укладки методом «горячий слой по горячему» позволяет достичь максимального уплотнения обоих слоев, при этом избежать дефектов покрытия из-за недоуплотнения. Кроме того, технология «компакт-асфальта» позволяет уменьшить толщину верхнего слоя до 2 см без потери качества, в то время как при традиционной укладке толщина верхнего слоя обычно равна 4 см.

У мод. MF300C отсутствует шнек. После того как смесь из самосвала выгружается в бункер перегружателя, она перемещается по широкой транспортерной ленте конвейера (шириной 1,2 м) наверх стрелы (конвейера), нависающей над приемным бункером асфальтоукладчика. Во время этой операции и происходит процесс перемешивания смеси. Мод. MF300C отличается очень большой высотой подъема регулируемого конвейера – до 4,8 м. Данную машину вместе с комплексом «компакт-асфальт» в России приобрела и активно эксплуатирует компания «Дорожник-92», активно работающая на рынке дорожного строительства Санкт-Петербурга и Северо-Западного региона.

Самый компактный на рынке перегружатель Dynapac MF2500 имеет ширину всего 2,55 м, что позволяет транспортировать машину без оформления специальных разрешений для перевозки негабаритных грузов. Емкость бункера равна 6 м3, в него можно загрузить 12 т асфальтобетонной смеси. Конвейерная система способна переместить 35 т асфальтобетона, гравия или песка всего за 35 с. У исполнения MF2500CS с короткой стрелой общая транспортная длина равна всего 9,2 м, у MF2500CL – 13,4 м.

В нашу страну несколько лет назад был завезен еще один перегружатель Dynapac – мод. MF250C. Эта весьма любопытная колесная машина имеет «крабовый ход», то есть способна двигаться под углом к укладчику. Ее заказала организация, которой было необходимо выполнить укладку асфальта под троллейбусными линиями. Чтобы не снимать провода, использовали этот перегружатель, благодаря чему самосвал с поднятым кузовом шел сбоку, параллельно проводам, не задевая их. В настоящее время этот колесный перегружатель не выпускается. Все производители этой техники, европейские и американские, для того, чтобы перегружатель мог идти параллельным курсом по отношению к укладчику, вместо «крабового хода» применяют более простое и дешевое решение с поворотной стрелой в горизонтальной плоскости.

Vögele

Немецкая компания Joseph Vögele AG, входящая в состав Wirtgen Group, на российском рынке предлагает перегружатель асфальтобетонной смеси PowerFeeder MT 3000-2, сконструированный на базе гусеничного асфальтоукладчика. Перегружатель имеет бункер вместимостью 16,4 т смеси. Подача смеси составляет 1200 т/ч. Благодаря высокой скорости транспортировки материала перегрузчик обеспечивает разгрузку 25-тонного самосвала всего за 60 с.

На перегружателе установлен дизельный двигатель Deutz мощностью 218 л.с., обеспечивающий машине достаточно экономичную работу – минимальный расход топлива при работе в режиме ЕКО, когда автоматически регулируются обороты двигателя в зависимости от нагрузки выполняемых машиной операций, составляет 17 л/ч.

Применение гусеничной базы дает перегружателю определенные преимущества: такая машина может двигаться по любому виду основания, будь то асфальтобетон или какое-то укрепленное основание, либо неукрепленная обочина, либо основание, отсыпанное щебнем. Гусеничный движитель – это отсутствие пробуксовок, постоянство и плавность хода. Дополнительным преимуществом является то, что перегружатель может спокойно работать на откосах и на покрытиях с уклоном более 20°. Оценить по достоинству гусеничный ход можно и при работе в стесненных условиях – разворот машины возможен на месте.

Для производительной бесконтактной загрузки смеси в укладчик перегружатель оснащен автоматической системой регулирования расстояния между этими машинами. Это позволяет оператору сконцентрироваться только на процессе перегрузки материала. Еще один важный момент работы автоматики: на выгрузном транспортере перегружателя есть ультразвуковой датчик уровня наполнения бункера укладчика: понизился уровень материала в бункере – датчик это определил и включил подачу из перегружателя, заполнился бункер до определенного уровня – подача отключилась. Оператору за этим следить также не нужно.

Устранение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси в перегружателе достигается за счет работы шнеков, установленных в приемном бункере. В машине применяются конические шнеки с разным диаметром лопастей – они захватывают, к примеру, холодную смесь у стенок бункера и перемещают ее к центру, постоянно перемешивая с горячим материалом, тем самым выравнивая температуру всей смеси в бункере. Вместо конических на перегружатель можно устанавливать шнеки, имеющие равный диаметр лопастей, они служат для получения более высокой производительности. После того, как отработают шнеки, реализуется принцип компактной транспортировки, когда движение материала идет двумя конвейерными лентами в форме желоба, что должно препятствовать механическому расслоению материала. Обе ленты для предотвращения температурного расслоения подогреваются инфракрасными излучателями. Подогрев дает два важных преимущества: асфальт не отдает свою температуру и не налипает на ленту.

Исполнение перегружателя PowerFeeder MT 3000-2 Offset отличается от PowerFeeder MT 3000-2 Standart наличием поворотного конвейера, который может отклоняться на 23° вверх и поворачиваться на 55° вправо и влево. Возможность загрузки на сторону – весьма полезная конструктивная особенность. Машина в процессе загрузки асфальтобетона в укладчик может двигаться по отдельной полосе – это важно в тех случаях, когда, например, на укладываемой полосе уже разлита подгрунтовка в виде битумной эмульсии.

Конвейерная система перегружателя рассчитана не только на транспортировку битумных смесей, но и щебня, грунта или материалов, полученных в результате ресайклинга. Машина, таким образом, может работать с любыми инертными материалами, выполняя, например, с помощью поворотного конвейера отсыпку обочины крошкой, щебнем либо грунтом. Такая эксклюзивная «всеядность» машины, берущей на борт разные материалы и смеси, стала возможна благодаря тому, что в конструкции выполнена прямая подача – нет дополнительных звеньев типа мешалки, в которой, скажем, щебень стал бы просто застревать и она бы быстро вышла из строя. Кроме того, в перегружателе используются резиновые ленточные транспортеры, в результате они могут спокойно контактировать с тем же цементобетоном, в то время как применяемые на перегружателях других производителей металлические элементы транспортера в этом случае будут подвержены абразивному износу, поэтому, собственно, для них и неприемлема эта самая «всеядность».

Как рассказал нашему корреспонденту Павел Маренков, руководитель региональных продаж ООО «Виртген-Интернациональ-Сервис», в конце сентября прошлого года в России были проведены испытания перегружателя Vögele, в ходе которых оценивался температурный профиль асфальтобетонного покрытия. Компания «Новосибирскавтодор» выполнила капитальный ремонт автомобильной дороги М51 «Байкал» (133–143 км) с помощью асфальтоукладчика Vögele Super 1800-3 и перегружателя МТ 3000-2 Offset. Применение в асфальтоукладчике специального дополнительного бункера, также выпускаемого компанией Vögele, позволило создать общий запас смеси в 40 т, из которых 13 т находятся в перегружателе и 27 т – в асфальтоукладчике. Укладка выполнялась далеко не в тепличных условиях: погода была по-осеннему холодная – +5 °С. Асфальтобетонная смесь доставлялась самосвалами с АБЗ, находящегося на расстоянии 80 км от места укладки. Самосвалы ехали без пробок, но довольно долго – с учетом скорости груженой машины выходило примерно около часа. По условиям испытаний перегружателя во время укладки измерялись температура смеси в бункере перегружателя и температура покрытия за асфальто­укладчиком. Были сделаны также специальные фотографии с применением термокамеры от компании Testo.

Эти измерения делались для того, чтобы выявить соответствие укладываемого покрытия требованиям ФДА к равномерности температуры за асфальтоукладчиком. Согласно таблице измерений «Новосибирскавтодора», было установлено, что из ста замеров перепад температур поперечного профиля покрытия при укладке асфальтобетона с применением перегружателя Vögele составил не более 2–3 °С, таким образом, требование ФДА было выполнено, что называется, с запасом.

«Бецема»

В Красногорске на заводе «Бецема» выпускается перегружатель асфальтобетонной смеси БЦМ-261. Перегружатель, толкаемый асфальтоукладчиком, подбирает валик асфальтобетонной смеси, сформированный самосвалом, и подает в бункер укладчика. Погрузочная высота равна 1,9 м. Таким образом, исключается контакт самосвала с асфальтоукладчиком, соответственно не происходит образования поперечной волны. Рабочие органы перегружателя – шнек и скребковый конвейер производительностью 720 т/ч – приводятся автономным дизельным двигателем мощностью 120–140 л.с. Шнек продвигает асфальтобетонную смесь в рабочую зону скребкового конвейера, который подает ее в приемный бункер асфальтоукладчика. Во время выполнения этих операций происходит перемешивание асфальтобетонной смеси, чтобы сделать ее более ровной по фракционному составу и температуре.

Валик асфальтобетонной смеси формируется обычно движущимся по ходу укладки самосвалом с поднимающимся при разгрузке кузовом, когда из него медленно начинает высыпаться асфальтобетонная смесь прямо на дорожное покрытие. На «Бецеме» изготовили самосвал с донной разгрузкой БЦМ-262 – с его помощью упорядочивается процесс образования валка, принимающего более определенную форму, удобную для подхвата подборщиком.

Конструкция подборщика достаточно простая и недорогая, к тому же давно применяемая и отработанная – многие импортные самоходные перегружатели опционно оснащаются подборщиком асфальтобетонной смеси из валиков. Надо сказать, что у этой технологии есть один принципиальный недостаток: смесь, выкладываемая самосвалом на поверхность покрытия, довольно быстро остывает. Поэтому дорожные компании, имеющие в своем парке автономный перегружатель, уже, как правило, не приобретают для него дополнительное устройство подбора и соответственно не работают с валками. Зачем, если можно выгружать асфальтобетон из самосвала непосредственно в перегружатель? А вот те, у кого нет возможности купить перегружатель, цена которого доходит до стоимости приличного асфальтоукладчика, вполне могут обойтись относительно недорогим подборщиком от компании «Бецема».

Способ и устройство снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике

Изобретение относится к строительству асфальтобетонных покрытий и предназначено для снижения температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонных смесей на стадии их перемещения от бункера-питателя до распределительного шнека оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повышения качества (однородности) и долговечности асфальтобетонного покрытия.

Известен асфальтоукладчик, включающий в себя ходовую часть, приемный бункер, скребковый питатель, распределительный шнек и раму, на которой расположены трамбующий брус и виброплита [Варганов С.А. Машины для укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей. С.А. Варганов, П.И. Марков, Б.М. Шереметьев. М.: Высшая школа, 1979. – 207 с.].

Технология схемы укладки устройства асфальтобетонного слоя представлена следующим образом: асфальтобетонная смесь выгружается из кузова автосамосвала в приемный бункер, на дне которого расположен скребковый питатель, транспортирующий ее к шнекам, распределяющим смесь по ширине укладываемой полосы, и затем производится предварительное ее уплотнение трамбующим брусом и виброплитой.

Недостатками данного способа являются:

1) в процессе загрузки асфальтобетонной смеси в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в приемный бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала происходит фракционная сегрегация асфальтобетонной смеси в результате перемещения минеральных частиц более крупного размера к краям нижнего уровня кузова и приемного бункера;

2) во время транспортирования в кузове автосамосвала происходит более интенсивное остывание верхнего слоя смеси и в местах соприкосновения с днищем и бортами самосвала по сравнению с частью смеси, расположенной в середине кузова, что вызывает объемную температурную неоднородность асфальтобетонной смеси укладываемой на дорожное основание, и ухудшение ее технологических свойств (удобоукладываемость и удобоуплотняемость). В результате в уложенном слое образуются локальные участки, имеющие различный гранулометрический состав, температуру и уплотняемость. Сопротивляемость деформированию участков из остывшей смеси значительно выше, и рабочие органы уплотняющих машин не могут обеспечить требуемой плотности, как на других участках. В результате получается асфальтобетонное покрытие с разной плотностью и прочностью [Радовский Б.С. Сегрегация асфальтобетонных смесей и методы борьбы с ней в США. Дорожная техника, технология. Каталог-справочник. СПб: И.А. Партнер, 2007. – С. 26-40].

Известен способ обработки асфальтобетонной смеси, в котором смесь подвергают воздействию на вибрационном лотке [а.с. SU №916634, МПК Е01С 19/10, опубл. 30.03.1982, Бюл. №12]. В результате улучшаются показатели прочности и водонасыщения асфальтобетонного слоя. Автор предлагает производить обработку непосредственно после приготовления смеси на асфальтобетонном заводе, что является существенным недостатком, поскольку она в процессе загрузки в кузов автосамосвала из бункера-накопителя асфальтобетонного завода, транспортирования и выгрузки в бункер асфальтоукладчика из кузова автосамосвала теряет однородность и приобретает фракционную и температурную сегрегацию.

Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому объекту является технология снижения сегрегации самоходными перегружателями, включающими в себя ходовую часть, приемный бункер, шнеки для перемешивания асфальтобетонной смеси и конвейер для подачи смеси в бункер асфальтоукладчика [полезная модель №145169, МПК Е01С 19/48, опубл. 10.09.2014, Бюл. №25]. Машины данного типа снижают фракционную и температурную сегрегацию. Однако введение в технологический процесс строительства дополнительной машины увеличивает стоимость производства работ и их энергоемкость.

Задачей изобретения является повышение однородности асфальтобетонной смеси новым способом и устройством, расположенным на асфальтоукладчике, что позволяет улучшить ее показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости, повысить качество укладываемого покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен технологический способ, включающий в себя первичную механическую обработку смеси шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, и вторичную обработку смеси на вибролотке, установленном после шнеков, с последующим поступлением к распределительным шнекам. В результате смесь активно перемешивается двумя способами, позволяющими значительно снизить температурную и фракционную сегрегацию.

В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение структурных связей. В результате вибрационных воздействий крупные конгломераты распадаются на отдельные зерна с перераспределением битума по их поверхности. В результате асфальтобетонная смесь приобретает высокие технологические свойства (удобоукладываемость и удобоуплотняемость).

Заявляемый способ заключается в последовательной механической обработке смеси шнеками в приемном бункере асфальтоукладчика и дополнительной вибрационной обработке смеси на вибролотке, установленном после шнеков.

Использование нового технологического способа позволяет более интенсивно разрушить коагуляционные связи между зернами и обеспечить их равномерное распределение в объеме обрабатываемой смеси.

Устройство для реализации технологического способа повышения однородности асфальтобетонной смеси на асфальтоукладчике относится к дорожному строительству, а именно к устройствам для строительства асфальтобетонных покрытий, и предназначено для повышения качества (однородности) асфальтобетонных смесей и долговечности асфальтобетонного покрытия на стадии их укладки с использованием оборудования, расположенного на асфальтоукладчике.

Известно устройство непрерывного вибродомешивания средне-щебенистой асфальтобетонной смеси на месте строительства, включающее ходовую часть с силовой установкой, приемный бункер с питателем, вибробункер и распределитель готовой смеси [патент №2254988, МПК Е01С 19/22, В28В 11/00, опубл. 27.06.2005, Бюл. №18]. Авторы установили, что в результате виброобработки в течение 25-30 сек. улучшаются показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости асфальтобетонной смеси, что позволяет снизить энергозатраты на их уплотнение. Однако продолжительное перемешивание в вибробункере снижает его производительность, увеличивается продолжительность процесса доставки смеси до распределительного шнека и стоимость производства работ.

Наиболее близким к заявляемому устройству является асфальтоукладчик, содержащий ходовую часть, приемный бункер, питатель с четырьмя шнеками, расположенными параллельно оси движения машины, шнек для распределения асфальтобетонной смеси по ширине укладки и раму рабочих органов [патент US №6375386 B1, 404/17; 404/101; 404/108, МПК Е01С 11/00, В28В 11/00, опубл. 28.07.2000]. В установленных шнеках между витками могут быть установлены дополнительные лопасти, которые одновременно транспортируют и перемешивают смеси.

Недостатками данного устройства является частичное устранение температурной и фракционной сегрегации за счет разрушения больших кусков остывшей смеси до фракционных размеров зерен. Материал, находящийся между витками одного шнека, практически не смешивается со смесью, находящей в других шнеках, поэтому дальнейшее разрушение агрегатов смеси и их перемешивание не значительно и смесь остается мало однородной. Также в данном устройстве не производится активная обработка смеси, позволяющая улучшить ее технологические показатели перед уплотнением.

Задачей изобретения является создание универсального устройства, выполняющего одновременно функции питателя и смесителя, содержащего шнеки, расположенные в одной плоскости, параллельно оси машины, и вибрационный лоток, режимы работы и конструкции которых обеспечивают повышение однородности асфальтобетонной смеси и производят предварительную вибрационную обработку смеси перед ее распределением по ширине укладываемого слоя, улучшающую показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости смеси, повышают качество строительства покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), содержащее несколько шнеков в бункере, при этом по краям винтовой поверхности шнеков установлены лопасти – побудители перемешивания, увеличивающие диаметр шнека на высоту побудителя h=(2-3)d_max и шириной b=(3-5)d_max (d_max – максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через шага шнека, а сами шнеки установлены таким образом, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседнего шнека в направлении, противоположном движению асфальтоукладчика шнеки наклонены вверх под углом β, а на выходе из зоны транспортирования и перемешивания смеси установлен вибрационный лоток, наклоненный вниз по ходу движения укладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси в зависимости от требуемой производительности укладчика и типа смеси.

Для эффективного перемешивания между шнеками полный диаметр шнека D_ш, мм, определяется по формуле

D_ш=D_осн+2h,

где D_осн – основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика;

h – высота побудителя, мм.

Межосевое расстояние между шнеками L_о равно основному диаметру шнека L_о=D_осн.

Длина шнека L_ш должна быть не менее L_ш≥4D_ш, длина вибрационного лотка L_вл=(0,6-0,7)L, где L – общая длина питателя.

Днище бункера под шнеками выполнено рельефным, повторяющим траекторию движения побудителей для устранения «мертвых зон» между шнеками, при этом чтобы избежать заклинивания частиц минерального заполнителя, зазор между шнеком и днищем составляет m=(0,3-0,4)d_max.

Угол подъема шнеков β определяется углом наклона вибролотка α, длиной шнека и вибролотка по формуле

.

При вращении шнека его побудители заходят в зону действия соседнего шнека и забирают из нее асфальтобетонную смесь, в результате осуществляется не только разрушение образовавшихся конгломератов, но также их перемешивание, что позволяет устранить зерновую сегрегацию. Перемешав смесь, шнеки подают ее на вибролоток для дальнейшего увеличения однородности гранулометрического состава и температуры.

В процессе виброобработки между частицами смеси постоянно происходит образование и разрушение связей. За счет этого крупные агрегаты распадаются на отдельные зерна. Низкочастотное вибрирование смеси без пригруза создает эффект «кипящего» слоя [Давыдов В.Н. Изготовление изделий из асфальтобетонных смесей: Учебное пособие. – М.: Издательство АСВ, 2003. – 208 с.], в котором перемешивание происходит наиболее эффективно. В результате виброобработки асфальтобетонной смеси она приобретает высокие показатели удобоукладываемости и удобоуплотняемости.

Вибролоток совершает колебания с частотой в диапазоне 17-26 Гц, с амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой смеси, таблица 1 [Давыдов В.Н. Дополнительное виброперемешивание асфальтобетонных смесей перед их уплотнением – путь к снижению вяжущего и повышения качества асфальтового бетона в изделиях и покрытиях / Омский научный вестник, 2004, Вып. №1, с. 89-92] и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° для обеспечения необходимой производительности подачи асфальтобетонной смеси.

Возможность достижения цели обеспечивается тем, что в предлагаемом способе (фиг. 1) изменена традиционная схема подачи асфальтобетонной смеси с целью повышения ее однородности.

После выгрузки смеси в бункер производится разрушение крупных агрегатов остывшей смеси и их перемешивание витками и побудителями шнеков, одновременно ее транспортирование и перемешивание между шнеками-побудителями, установленными на витках, что обеспечивает снижение фракционной и температурной сегрегации.

Далее со шнеков смесь попадает на вибрационный лоток, который совершает колебания с частотой и амплитудой в зависимости от типа укладываемой смеси (таблица 1) и наклонен вниз по ходу движения асфальтоукладчика под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя смеси (в зависимости от производительности укладчика). Толщина слоя смеси на лотке регулируется заслонкой, установленной после шнека.

Под вибрационным воздействием асфальтобетонная смесь дополнительно подвергается интенсивному перемешиванию с разрушением агрегатов и перераспределением битума в объеме смеси, которая становится более однородной и пластичной. После виброобработки смесь поступает к распределительному шнеку.

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фиг. 2 схематично изображено устройство (питатель-смеситель асфальтоукладчика), общий вид, на фиг. 3 – схема расположения шнеков в приемном бункере (вид А), на фиг. 4 – схема расположения шнеков в приемном бункере (разрез Б), на фиг. 5 – схема направления вращения шнеков и их основные размеры, на фиг. 6 – схема вибролотка.

Устройство смонтировано на асфальтоукладчике 1 (фиг. 2), включающем в себя бункер, основную раму с ходовым оборудованием и силовой установкой, раму рабочих органов с распределительным шнеком и выглаживающей плитой.

Питатель-смеситель асфальтоукладчика (фиг. 2) состоит из корпуса приемного бункера 2, внутри которого размещены опоры 3 и 4 шнеков 5, привод их вращения 6, регулировочной заслонки 7, защитного козырька 8, вибролотка 9 (фиг. 6), установленного на гасителях колебаний 10 (например, пневмокамеры), вибровозбудителей 11, рамы поворотной 12 установленной на шарнире 13, и механизма регулирования угла наклона вибролотка 14 (например, гидроцилиндр). Над шнеками установлены ограничители 15 (фиг. 2, 3 и 4). Шнек включает в себя основную винтовую линию 16 и установленные на ней побудители-перемешиватели 17 (фиг. 4). На фиг. 1 изображены кузов автосамосвала 18 и распределительный шнек 19.

Принцип работы устройства заключается в следующем. В процессе выгрузки асфальтобетонной смеси из кузова автосамосвала в бункер асфальтоукладчика (фиг. 1) включается привод шнеков. Вращающиеся в противоположенном направлении (относительно друг друга) витки шнеков (фиг. 5) перемещают и разрушают крупные куски смеси, образовавшиеся в процессе транспортирования и остывания, побудители, установленные на витках, входя в зону действия соседнего шнека, производят перемешивание смеси, устраняя фракционную и температурную сегрегацию. Таким образом, конструкция и расположение шнеков обеспечивает перемешивание всего объема смеси, находящейся в бункере. Одновременно с перемешиванием смесь перемещается к вибролотку (фиг. 1). Попав на вибролоток, материал подвергается вибрационному воздействию в течении 10-15 сек (в зависимости от типа смеси) с частотой колебаний и амплитудой, значения которых приведены в таблице 1. Зерна смеси, обладая различными размерами и массой, получив импульсы вибрации, приобретают различные силы инерции, за счет которых двигаются с различными ускорениями и перемещениями, что приводит к разрушению структурных связей между частицами смеси. В результате виброперемешивания смесь приобретает фракционную и температурную однородность. Вместе с этим в смеси происходит перераспределение битума и минерального заполнителя, улучшается уплотняемость и качество асфальтобетонной смеси.

Непрерывность потока асфальтобетонной смеси к распределительному шнеку обеспечивается равенством скоростей перемещения смеси шнеками и в вибролотке.

Использование новых элементов питателя-смесителя асфальтоукладчика представлено последовательно установленными транспортирующими шнеками с побудителями, увеличивающими диаметр шнека и входящими в зону действия соседних шнеков, и вибрационного лотка, наклоненного к горизонтальной поверхности укладываемого слоя под углом α=5-14°, который совершает колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм. Установлено, что виброобработка позволяет повысить прочность асфальтобетона на 30-60% при температуре 20°С и в 1,7-2 раза при температуре 50°С [Маслов А.Г. Научные основы и разработка поличастотных вибрационных машин для обработки и уплотнения асфальтобетонных и цементобетонных смесей. Автореф. дис. … доктора техн. наук. 05.05.04 / А.Г. Маслов: Харьковский гос. политехнический ун-т. Кременчугский филиал. – Кременчуг, 1994 г. – 51 с.].

Предлагаемое устройство позволяет значительно уменьшить сегрегацию асфальтобетонной смеси оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике, повысить прочность и долговечность асфальтобетонных покрытий.

Эксперт объяснил, почему образуются ямы на дорогах — Реальное время

Экс-начальник отдела инноваций Минтранса РТ о причинах весеннего бездорожья и борьбе с ним

Фото: Олег Тихонов

В последние дни СМИ все чаще стали подавать информацию о состоянии городских дорог и к ним присоединились пользователи соцсетей, выставляющие фото и видео с многочисленными ямами значительных размеров на дорожном покрытии, которые могут быть опасны, как для транспорта, так и для пешеходов. Колумнист «Реального времени», экс-начальник отдела инноваций Минтранса Татарстана Ринат Губаев в очередной колонке для нашего издания рассуждает о причинах появления дорожных ухабов и мерах борьбы с ними.

Выбоины образуются за несколько лет

«Лицом» городских автомагистралей является дорожное покрытие. И по многочисленным выбоинам на его поверхности можно судить, как исполнительная власть решает ежегодно возникающие проблемы, связанные со снижением эксплуатационных характеристик улично-дорожной сети.

Многие ли горожане обращают внимание, где образуются выбоины на дорожном покрытии? Очень часто они располагаются хаотично на проезжей части с постоянно повторяющейся последовательностью, и автовладельцам приходиться иногда с нарушением ПДД маневрировать между ними.

Почему же они появляются на автомагистралях за несколько лет эксплуатации? Возможно, случаются нарушения технологии при приготовлении асфальтобетонной смеси и ее укладки. Но дефекты дорожного покрытия из-за таких нарушений не носят столь массовый характер, тем более что сегодня у ответственных подрядных организаций налажен строгий лабораторный контроль на всех этапах производства работ.

Образование выбоин происходит не одномоментно. Процесс их развития длится несколько лет с многоразовым увеличением размеров.

Развитию выбоин способствуют многочисленные перепады температур и атмосферные осадки.

Образование выбоин происходит не одномоментно. Процесс их развития длится несколько лет с многоразовым увеличением размеров. Фото evening-kazan.ru

И все же основной причиной образования выбоин на дорожном покрытии является сегрегация асфальтобетонной смеси из-за фракционного состава и температуры.

Сегрегацией асфальтобетонной смеси по фракционному составу принято называть неравномерное распределение крупных и мелких зерен и битума в объеме асфальтобетона.

В процессе производства асфальтобетонной смеси — при ее смешивании, загрузке грузовых автомобилей, транспортировке и выгрузке в асфальтоукладчик — смесь может подвергнуться фракционной сегрегации, что, в свою очередь, ведет к возникновению «сегрегационных пятен» и впоследствии неизбежно приводит к преждевременному локальному разрушению асфальтобетонного покрытия.

При возникновении сегрегации в смеси происходит концентрация крупнозернистых материалов в некоторых участках покрытия, в то время как другие участки включают концентрацию мелкозернистых материалов.

Также одной из причин преждевременного разрушения асфальтобетонных покрытий, является температурная сегрегация.

Для выявления температурной сегрегации специалисты Astec Industries (производитель перегружателей асфальтобетонной смеси) с недавнего времени начали использовать высокоточную инфракрасную камеру.

При использовании камеры для наблюдения за смесью, выгружаемой из кузова самосвала, стало очевидным, что разница температур в кузове значительно больше, чем предполагалось ранее. Разница температур до 27 градусов имела место в смесях, которые при температуре в 143 градуса перевозились всего на 16—24 км. Температура некоторых участков уложенной асфальтобетонной смеси снизилась до 99 градусов.

Во многих случаях сегрегацию трудно заметить при укладке. Фото Олега Тихонова

Потеря температуры при транспортировке асфальтобетонной смеси и разница температур в кузове автосамосвала

Процесс возникновения повреждения из-за разницы температур начинается, когда асфальтобетонная смесь выгружается в бункер укладчика из кузова самосвала.

Если в асфальтобетонной смеси имеется разница температур, очень холодный материал по краям партии вытесняется к краям бункера укладчика. Когда самосвал разгружен и смесь в бункере израсходована, этот холодный материал осыпается вниз, чтобы оказаться поверх материала на конвейерах асфальтоукладчика.

Когда прибывает следующий самосвал и разгружается в укладчик, эта холодная смесь передается обратно в шнековую камеру и разравнивается. Плита укладчика не может уплотнить более холодную смесь и на полотне появляются явные участки с сегрегацией (повреждения вследствие разницы температур). Поскольку данный процесс может повторяться для каждой укладываемой порции асфальтобетона, циклическая природа данного явления становится очевидной.

Дорожное покрытие с расслоением по фракционному составу и температуре обладает зонами, в которых смесь обладает плохой структурой, плохой текстурой или тем и другим.

Во многих случаях сегрегацию трудно заметить при укладке. При обнаружении сегрегации ее не всегда просто устранить.

При изучении инфракрасных снимков, становится ясно, что достаточно распространенные, беспорядочные изменения плотности вызваны скоплением в покрытии остывшего материала. Также очевиден тот факт, что наличие областей остывшего материала влечет за собой повреждение дорожного покрытия и образованию дефектов.

Если горячая асфальтобетонная смесь может производиться однородной по температуре на АБЗ, то с момента погрузки смеси в самосвал тепловые потери становятся неизбежны. Фото Artem Svetlov / wikipedia.org

По мере того, как асфальтобетонные смеси становятся жестче, как например ЩМА (щебеночно-мастичный асфальтобетон), необходимо проводить повторное перемешивание смеси перед укладкой. Если горячая асфальтобетонная смесь может производиться однородной по температуре на АБЗ, то с момента погрузки смеси в самосвал, тепловые потери становятся неизбежны. Результаты исследований показывают, что перемешивания внутри асфальтоукладчика недостаточно для полного устранения данного явления.

При исследовании фракционной и температурной сегрегации и понимании причин становится очевидно, что при укладке асфальтобетона подрядчик не может контролировать многие из причин расслоения по фракционному составу и неравномерного остывания смеси.

В связи с этим для производства ровного покрытия с расчетным сроком службы необходимо применение перегружателей асфальтобетонной смеси для повторного ее перемешивания непосредственно перед укладкой.

С повторным перемешиванием перед укладкой покрытие получается более ровным, оно обладает высоким сроком службы без преждевременного разрушения в некоторых частях дороги.

Дорожное полотно получается более рентабельным и долговечным, снижается количество трещин, обеспечивая комфортную езду для всех.

Зачем нужен перегружатель асфальтобетонной смеси

Технология применения перегружателей асфальтобетонной смеси прекрасно показала свою эффективность и рекомендована к применению на автомобильных дорогах.

Первым и одним из главных достоинств этой технологии является то, что перед укладкой в асфальтобетонной смеси устраняется разделение отдельных ее частей по температуре и гранулометрическому составу, и смесь, подаваемая в асфальтоукладчик, становится однородной.

За счет использования перегружателей увеличивается ровность и однородность дорожного покрытия, оно приобретает одинаковую плотность по всей площади и, как следствие, возрастает его долговечность, увеличивается гарантированный межремонтный период, сокращаются объемы работ по техническому обслуживанию дороги.

Перегружатель асфальтобетонной смеси — довольно дорогая техника, поэтому не все дорожные организации имеют возможность ее приобрести.

Только ОАО «Алексеевскдорстрой» имеет перегружатель Shutlly Buggy 2500. Фото ремонтям.рф

В настоящее время из подрядных организаций, производящих ремонт улично-дорожной сети в Казани, только ОАО «Алексеевскдорстрой» имеет перегружатель Shutlly Buggy 2500, с использованием которого в 2019 году была выполнена замена верхнего слоя покрытия по улице Н. Ершова.

В связи с этим имеется возможность отследить эффективность работы перегружателя асфальтобетонной смеси на этом объекте.

Очевидно, что без использования перегружателей появления многочисленных выбоин на дорогах не избежать. И с течением времени наступает необходимость проведения ямочного ремонта.

А как он проводится дорожно-эксплуатационными организациями, мы видим по плохому состоянию некоторых участков дороги после зимы. Возмущение горожан вызывают разрушения на уже ранее отремонтированных участках, требующих проведения повторного ремонта.

Здесь можно только констатировать, что вновь появляющиеся ямы на дорожном покрытии являются результатом нарушения технологии ямочного ремонта.

Главный враг автомобильных дорог — это вода, при проникновении ее внутрь дорожного покрытия и замерзании происходит разрушение структуры асфальтобетонного покрытия.

К основным видам разрушений асфальтобетонных покрытий относятся трещины, выбоины, ямы, сколы. Причины их образования — воздействие погодно-климатических условий, транспортные нагрузки, изменение со временем свойств материалов.

Ямочный ремонт — самый быстрый, дешевый и простой способ восстановления мелких неглубоких повреждений, которые подлежат устранению в довольно короткие сроки.

Регламент ямочного ремонта включает в себя удаление разрушенного покрытия, обрезку кромки ремонтного участка с очисткой его от грязи и пыли.

Обязательное требование для ямочного ремонта — осушение, нагрев основания и кромок ремонтного участка с обработкой их битумной эмульсией. Фото Олега Тихонова

Подготовка ремонтного участка

Обязательное требование для ямочного ремонта — осушение, нагрев основания и кромок ремонтного участка с обработкой их битумной эмульсией.

Заключительной операцией в зависимости от температуры воздуха является заполнение подготовленной карты литым асфальтобетоном или горячей асфальтобетонной смесью. Готовый участок огораживается. Движение транспорта по покрытию из литой смеси можно открыть через 8—10 часов, а по асфальтобетону — через 1 час.

Главным недостатком ямочного ремонта является холодное соединение. Даже если работа выполнена очень основательно, то нагретый материал укладывается на холодное основание. Когда используется два материала с разной температурой при укладке вместе, формируется холодное соединение. Связь двух поверхностей, даже хорошо уплотненных, не является прочной, и в конце концов эти участки разделяются.

Это создает доступ для попадания воды в основание, а в итоге это приведет к разрушению ремонтного участка.

Поэтому для всех существующих технологий главное требование — обрабатываемая поверхность должна быть сухой и прогретой.

Оборудование факельного типа, которое в основном используют дорожно-эксплуатационные организации для высушивания и нагрева ремонтного участка, представляет собой газовую горелку, работающую на пропане. Горелка по своим техническим возможностям не способна формировать высоконапорную газовую струю, необходимую для обработки специфических для асфальтобетонного покрытия дефектов.

Как правило, при таком прогреве поверхность участка пережигается, нарушая свойства битум,а и разрушение отремонтированных таким методом участков происходит за короткий срок. Причиной является то, что при нагреве открытым пламенем битум на нижней и боковых поверхностях ремонтного участка выгорает.

Даже обмазка битумной эмульсией не обеспечивает «прилипания» свежеуложенного асфальта к существующему покрытию. В результате в местах сопряжения старого и вновь уложенного асфальтобетона образуется расслоение, в которое проникает вода, вызывающая при замерзании разрушение полотна.

ТГДУ «Самум» выполняет комплекс работ по очистке, высушиванию, прогреву оснований и боковых поверхностей ремонтных участков дорожных покрытий за счет высоконапорной газовой струи. Фото uch-oborudovanie.ru

Ритуал по захоронению дорогостоящих дорожно-строительных материалов

Самым эффективным оборудованием для дорожных работ является многофункциональная термо-газодинамическая установка (ТГДУ) «Самум», созданная специалистами ООО «КАИ-Пламя».

ТГДУ «Самум» выполняет комплекс работ по очистке, высушиванию, прогреву оснований и боковых поверхностей ремонтных участков дорожных покрытий за счет высоконапорной газовой струи.

Принцип работы ТГДУ «Самум» основан на действии сверхзвуковой газовой струи, формируемой из подогретого воздуха и продуктов сгорания дизельного топлива в прямоточной камере, являющейся прототипом камеры сгорания ракетного двигателя малой тяги.

Воздух подает мотовентилятор. Запуск установки производится в ручном режиме от искровой свечи.

Скорость обработки зависит от размеров ремонтируемого участка дороги.Температура газов легко регулируется в диапазоне от 2000 до 6000 градусов. Особенностью конструкции данного оборудования является его мобильность.

Кроме этого, ТГДУ «Самум» позволит городским дорожным организациям ранней весной прогреть и прочистить ливневые приемники, тем самым устраняя образование озер на улицах.

Поразительно, что столь необходимое многофункциональное оборудование оказалось не востребованным дорожными организациями РТ, хотя оно показано еще на выставке «Дортрансэкспо 2013».

Более того, в 2015 году президент РТ Р.Н. Минниханов, посетив XV Российскую и X Казанскую венчурную ярмарку, дал прямое указание представителю Минтранса РТ внести предложения по применению ТГДУ «Самум» в дорожной отрасли (согласно Протоколу поручений от 23.04.2015). Поручение было исполнено в чисто чиновничьем, бюрократическом стиле — путем рассылки в дорожные организации РТ ни к чему не обязывающих писем с информацией об оборудовании.

Каждую весну ремонт городских автомагистралей традиционно становится ритуалом по захоронению дорогостоящих дорожно-строительных материалов. Фото Олега Тихонова

А надо было внести в конкурсную и контрактную документацию регламент с требованием обязательной тепловой подготовки ремонтных участков дорожного покрытия.

Вместе с этим в ноябре 2014 года на нашу просьбу организовать семинар с демонстрацией ТГДУ «Самум» специалисты Комитета внешнего благоустройства ограничились только обещанием о его проведении.

Неудивительно, что каждую весну ремонт городских автомагистралей традиционно становится ритуалом по захоронению дорогостоящих дорожно-строительных материалов.

К сожалению, в России гарантийного срока на ямочный ремонт не существует. Дорожные чиновники считают, что ямочный ремонт является временной мерой ликвидации дефектов на дороге, т. е. ставится задача устранить развитие разрушений дорожного покрытия и обеспечить безопасный проезд транспортных средств до проведения текущих или капитальных ремонтов.

Ринат Губаев

БизнесТранспорт Татарстан Министерство транспорта и дорожного хозяйства РТ

Как битум влияет на асфальтобетон?

Заведующий кафедрой «Автомобильные дороги» ДГТУ Денис Александрович Николенко – о том, почему нельзя устраивать дорожное полотно в дождь.

– Как бы Вы оценили состояние ростовских дорог? Какие типы покрытия используются для современных ростовских дорог?

Д.А.: Состояние ростовских дорог на основных магистралях и улицах очень хорошее и находится в нормативном транспортно-эксплуатационном состоянии, так как в основном распространено использование покрытия из щебеночно-мастичного асфальтобетона. Эта технология в России успешно применяется уже лет 10-15.

Помимо этого, распространено применение литого асфальтобетона на улицах с трамвайными путями, таких как улица М. Горького. Литой асфальтобетон позволяет избежать отслаивания дорожного полотна вблизи рельс, в местах повышенной вибрации. Однако эффективность этой технологии очень сильно зависит от климата, времени, когда производились эти работы и, разумеется, от соблюдения технологий.

– Как меняется технология укладки асфальтобетонного покрытия в зависимости от климатических условий и погоды?

Д.А.: Действующие ГОСТы выделяют 5 основных климатических зон, которые определяют выбор технологии устройства асфальтобетонного покрытия. Сейчас разрабатываются новые асфальтобетонные смеси по технологии Superpave, универсальные для разных климатических условий.

– Почему в обществе распространен такой стереотип: «Вот опять все делают в дождь, к весне уже все развалится»?

Д.А.: Автомобильные дороги строятся за государственные деньги. Иногда процесс финансирования дорожно-строительных работ откладывается из-за несвоевременно проводимых торгов. Поэтому автомобильные дороги часто начинают латать в ноябре-декабре. Хотя есть четкие регламентированные нормы, согласно которым работы по укладке асфальтобетона должны проводиться осенью при температуре воздуха не менее +10 градусов и весной не ниже +5 градусов. Возможно, конечно, укладывать асфальтобетон и при более низких температурах, но в таких случаях необходимо применять дорогостоящие добавки.

– Что происходит, если устраивать асфальтобетонное покрытие при температуре ниже 10 градусов? Каким образом нарушаются технологии?

Д.А.: Температура асфальтобетонной смеси при укладке должна быть не ниже 130-160 градусов по Цельсию в зависимости от марки битума. Летом, когда температура днем держится на отметке 30-40 градусов, поддерживать необходимое состоянии смеси не составляет труда. Но если на улице +5 или, ещё хуже, 0 градусов, смесь остывает и её невозможно уплотнить до требуемой консистенции, так как появляются комки. В кузове автосамосвала при транспортировке возникает такой эффект, как сегрегация или неравномерное остывание смеси. Таким образом, при укладке асфальтобетонной смеси один слой будет теплый, второй – чуть холоднее, третий – холодный. Температурная сегрегация укладываемой асфальтобетонной смеси приводит в дальнейшем к таким дефектам асфальтобетонного покрытия, как просадки, выбоины, колеи, наплывы, трещины и так далее.

– Расскажите о разработке нового битума технологии Superpave, для чего он служит?

Д.А.: Асфальтобетонная смесь состоит из нескольких составляющих: щебень, битум, минеральный порошок и песок. Эта рационально подобранная группа компонентов перемешивается в специальных емкостях, и в итоге мы получаем асфальтобетонную смесь. Что касается битумов, они имеют разную вязкость и применяются в зависимости от климата. Основные функции битума – связать каменный материал с остальными компонентами и препятствовать проникновению воды через слои асфальтобетона. Битумные вяжущие в составе смесей по технологии Superpave должны соответствовать требованиям современных нормативных документов. Свойства битума рассчитывают для каждого конкретного места, где будут проводить дорожно-строительные (ремонтные) работы. То есть учитывается реальный климат, а не дорожно-климатические зоны, которые могут иметь совершенно разную температуру в пределах одной зоны. Сейчас в городе Азове работает «Центр инновационных компетенций Доринжсервис», который занимается исследованием битума, инертных и композиционных материалов с возможностью скорейшего применения на дорогах области. ДГТУ активно сотрудничает с центром, поэтому студенты опорного вуза имеют возможность изучать современное лабораторное оборудование и технологии, применяемые в дорожной отрасли, а также проходить научно-исследовательскую и производственную практику.

Причины и пути преодоления сегрегация Асфальт института

Путин. Итоги. 10

Nov 06,  · Для преодоления дифференциации очень важно поддерживать экономическую активность населения, открывать регионы для инвестиций, развивать малый и средний бизнес, вовлекать как можно более

Learn More

Бакенщик на реке Времени — LiveJournal

Нечто вроде обложки. «Открытая дверь», «начало пути» и всё в этом духе. Комменты к этой страничке, как водится в подобных случаях, скрыты.

Learn More

БСЭ 3 изд. том 8 – bse.uaio.ru

На съезде были подведены итоги пути, пройденного Коммунистич. партией, сов. народом за период с Восемнадцатого съезда ВКП(б) (март 1939), т. е. более чем за 13 лет. Этот период был насыщен

Learn More

Черняев А.С. / Дневники 1972-1991 / Часть I

Черняев А.С. / Дневники 1972-1991 / Часть I

Learn More

Чужие уроки – 2007

и, конечно же, Sony терпит сокрушительное поражение: практически все проприетарные стандарты Sony давно взломаны, созданы эмуляторы, позволяющие конвертировать закрытые видео- и аудиоформаты в стандарт de facto, в

Learn More

Справка по применению статьи 222

Если пойти по пути отказа от «создания» доказательств в процессе рассмотрения спора и отказа в связи с этим в удовлетворении иска, мы можем получить ситуацию, когда после такого решения

Learn More

Национализм как политическая идеология (fb2

Национализм как политическая идеология читать онлайн. Книга посвящена одному из самых противоречивых политико-идеологических явлений современности национализму. Не считая возможным сводить

Learn More

События в Новороссии [Архив] – Страница 7

Архив] Страница 7 События в Новороссии Свободный разговор. Агни Йога (Живая Этика), Теософия, наследие семьи Рерихов, Е.П.Блаватской и их Учителей > Живая Этика (Агни Йога), Теософия > Свободный разговор > События в

Learn More

Сегрегация асфальтобетонной смеси что это?

1.6 Сегрегация асфальта и борьба с этим явлением. 2 Характеристика асфальтобетонной смеси.  Асфальтобетон — это разновидность строительных материалов искусственного происхождения, используемая для устройства

Learn More

Arhum.ru – Forums

В общем, ситуация такая же, как в нашем примере с путешествием: необходимо нечто, где можно будет отметить начальную и конечную точки пути. Нужна карта! И, слава богу, сейчас полно книг по

Learn More

Calaméo – VOL-3-No-6-6

Jun 06,  · Publishing platform for digital magazines, interactive publications and online catalogs. Convert documents to beautiful publications and share them worldwide. Title: VOL-3-No-6-6- , Author: Global science center LP, Length: 99 pages, Published: 2017-01-30

Learn More

разрушения характеристики асфальтобетонных смесей с высоким

Сегрегация асфальтобетонной смеси что это?

Классификация смесей. На фото — щебёночный асфальт. В зависимости от того, какой минеральный порошок применен, различаются следующие модификации смесей:

Learn More

Опыт внедрения системы Superpave

адгезионные разрушения: с камен-ного материала слезла битумная пленка и присутствует выкраши-вание. Такую картину зачастую можно наблюдать после зимы на

Learn More

Щебеночно Мастичный Асфальт (ЩМА) – Selena

Главной сферой применения щебеночно-мастичных смесей является асфальтирование автомобильных дорог i–iii категории, городских улиц с интенсивным движением, а также скоростных трасс с

Learn More

ГОСТ 9128- Смеси асфальтобетонные.

..

Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон применяют для устройства покрытий и оснований автомобильных дорог, аэродромов, городских улиц и площадей, дорог промышленных предприятий в соответствии с действующими строительными

Learn More

PDF) Assessment and management of technological

Технологические свойства характеризуют поведение асфальтобетонных смесей на всех

Learn More

СУПЕРПЭЙВ – SUPERPAVE

с 4-х тактным двигателем 5 л. с., или 12,5л.с. Прочная портативная установка с вертикальным винтовым приводом используется для отбора образцов дорожного покрытия при

Learn More

Горячий асфальтобетон – Справочник химика 21

Для приготовления горячих асфальтобетонных и битумоминеральных смесей в районах с теплым

Learn More

Смесь асфальтобетонная тип б марка 2

Aug 21,  · Характеристики Вопросы и ответы Запчасти для погрузчиков Дорспецтехника.рф +7 926 256 18 58 Шины для погрузчиков.

Learn More

Microsoft Word – Надыкто Г.

И._Учеб.пособие_

Асфальтобетонная смесь – рационально подобранная смесь минеральных материалов [щебня (гравия) и  Асфальтобетонные смеси и асфальтобетоны в зависимости от показателей физико-механических свойств асфальтобетона и

Learn More

Что такое кубовидный гранитный щебень?

Feb 19,  · В результате разрушения лещадного материала получили зерна кубовидной формы, что примерно составляет 85-95 %, а лещадного материала по сравнению с зернами кубовидной формы получилось 10-15 %

Learn More

Запчасти для асфальтобетонных заводов Wibau

Например, заводы небольшого потребления эксплуатируются крупными промышленными компаниями для поддержания в рабочем состоянии собственных асфальтовых покрытий, а заводы с высоким

Learn More

Добавки для теплых смесей

 

Технология теплых смесей – это производство и укладка асфальтобетонных смесей при  более низких, чем обычно, температурах. Добавки, позволяющие снизить  рабочую температуру в режимах приготовления, укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси на 20-40 °C – РЕДИСЕТ® WMX-8017 (гранулы) и РЕДИСЕТ® LQ 1102 (жидкий). Обеспечивается отличная адгезия, как правило, без необходимости использования дополнительных адгезионных добавок. Усиливается когезионная прочность, тем самым  улучшается сопротивляемость образованию колеи.  

РЕДИСЕТ®  подходит для всех типов битума, включая полимербитумное вяжущее или битум с измельченной резиной. Сохраняют марку битума по показателю пенетрации. В некоторых случаях благодаря применению продукта усиливается пластичность битума при низких температурах.

РЕДИСЕТ®  облегчает укладку и  уплотнение. Смесь не комкуется, уменьшается зерновая сегрегация асфальтобетона.

	Рекомендуемая дозировка (от веса битума):
РЕДИСЕТ®   WMX-8017 (сыпучий гранулированный материал)	0,8% обычный асфальтобетон 1,0% ЩМА 1,2% асфальтобетон на ПБВ
РЕДИСЕТ®   LQ 1102 (жидкий)	0,4-0,6% обычный асфальтобетон, «тëплая» смесь 0,3%-0,5% улучшение уплотнения 0,5-0,75% смесь с высоким содержанием переработанного   асфальтобетона (асфальтогранулята), полимерасфальтобетон

Таким образом, применение каждого из продуктов позволяет улучшить  рабочие условия и безопасность при транспортировке, укладке и уплотнении, продлить сезон укладочных работ, увеличить допустимое расстояние транспортировки смеси и даëт возможность укладки в прохладную погоду и в ночное время.

Оба продукта обладают  свойствами как пассивной, так и активной адгезии.  Активная адгезия, обеспечиваемая продуктами РЕДИСЕТ® WMX-8017 и  РЕДИСЕТ® LQ 1102, позволяет достичь хорошего обволакивания даже при высоком уровне влажности каменного материала, что может быть результатом более низких температур перемешивания и высушивания в процессах приготовления теплых смесей. Добавки РЕДИСЕТ® WMX-8017 и РЕДИСЕТ® LQ 1102 позволяют вытеснить остаточную воду с поверхности каменного материала и создают прочное химическое сцепление между каменным материалом и битумом, устойчивое к воздействию воды. 

Сравнение LQ-1102СЕ и WMX-8017

	Rediset   LQ-1102CE	Rediset WMX-8017
Стандартная теплая смесь	+++	+++
Полимерно-битумное вяжущее, щебеночно-мастичная   асфальтобетонная смесь, резиновая крошка	+	+++
Дозировка	0,3%   –  0,75%	0,5% – 3%
Снижение температуры	30-40°С	30-40°С
Одно из преимуществ применения добавки WMX-8017 состоит в том,   что ее дозировка может быть такой высокой, как это необходимо. Жидкую добавку   LQ-1102CE  рекомендуется дозировать в количестве  не более чем 0,75%, чтобы не изменять свойства битума.

 

Экологические показатели

• Более низкая температура приготовления, укладки и уплотнения – не менее, чем на 30°С
• Сокращение потребления энергии при производстве асфальта  вплоть до 20-30 % топлива для горелки
• Снижение количества дыма и вредных выбросов не менее чем на 30% при приготовлении  и      укладке – преимущество: улучшение охраны здоровья и защиты окружающей среды

Эксплуатационные показатели

• Уменьшение старения вяжущего в следствии не перегревания
• Улучшение сопротивлению образования колейности
• Удобство обращения с материалом – снижение опасности вредного воздействия тепла
• Равномерное распределение температуры укладываемой смеси
• Уменьшение расслоения смеси согласно данным ряда заказчиков
• Возможность использовать смеси с более высоким содержанием вторичного асфальтобетона  (асфальтной крошки)

Дополнительные преимущества применения продуктов РЕДИСЕТ® WMX-8017 (гранулы) и РЕДИСЕТ® LQ 1102 (жидкий):

• Наличие  поверхностноактивной адгезионной добавки
• Возможность использования более широкого диапазона каменных материалов и битумов
• Улучшение  обволакивания
• Активная и пассивная адгезия
• Повышение долговечности
• Возможность уплотнять   жесткие смеси – ЩМА с полимерно-битумным вяжущим
• Снижение эксплуатационных затрат/потребления энергии за счет более легкого перемешивания и уплотнения
• Облегчение укладки на отдаленных участках,  увеличенное плечо доставки до места укладки
• Облегчение укладки и уплотнения при более холодной погоде, позволяя продлить сезон выполнения асфальтобетонных работ
• Более длительный период удобоукладываемости при выполнении работы вручную (например, на автостоянках и в туннелях)
• Высокая теплостойкость – обработанный битум может храниться горячим в течение двух недель без изменения свойств
• Универсальность – добавки работают с широким диапазоном битумов, каменных материалов и смесей
• Модифицированные добавками РЕДИСЕТ смеси позволяют открывать движение транспорта раньше, чем при применении других технологий теплых смесей, и значительно раньше, чем при применении горячих смесей

Борьба с сегрегацией при укладке асфальта

Расслоение горячей асфальтобетонной смеси (HMA) является проблемой
, с которой сталкиваются дорожные строители. Когда заполнитель расслаивается перед укладкой, на дороге могут образовываться слабые места.
Это в конечном итоге приведет к более быстрому износу дороги
.

Сегрегация может сначала произойти на заводе, когда материал смеси
загружается в бункеры для хранения HMA. Когда смесь падает
на дно силоса, заполнитель большего размера скатывается к
краям штабеля, а заполнитель меньшего размера остается
в центре штабеля.

Проблема сегрегации не заканчивается в бункере для хранения
, но продолжается, когда HMA загружается в грузовики
, которые доставляют материал на рабочую площадку. Процесс разделения
такой же, как и в силосе.

Крупный заполнитель
катится к углам платформы самосвала
, в то время как меньший заполнитель остается в центре загруженной кучи
. «Любая сегрегация в грузовике будет перенесена на плиту асфальтоукладчика
», — говорит Майк Квач, национальный менеджер по продажам асфальтоукладчиков
, Cedarapids, Сидар-Рапидс, Айова.

Квач подробно описывает проблему
: «Сегрегация происходит, когда у вас есть заполнитель высшего сорта
и очень мелкий заполнитель с очень небольшим количеством заполнителей среднего
между ними. Когда вы работаете с этим материалом, большие камни
имеют тенденцию катиться. вдали от более мелких камней, и
группируются в пучки. Это проблема в некоторых конструкциях смесей
, таких как смесь с промежутками».

“У всех есть некоторые проблемы
с сегрегацией. Это
вызывает загрузка и разгрузка.Вы должны быть осторожны с загрузкой», — добавляет Эд Ханна, руководитель проекта
, R.A. Cullinan and Sons Inc., Тремонт, Иллинойс.

По прибытии на строительную площадку
мало что можно сделать для интеграции измененной смеси. В своем сегрегированном состоянии
он уложен на дорожное полотно, в результате чего получается дорожное покрытие
, которое содержит участки с избытком крупного заполнителя и участки
, состоящие в основном из более мелкого заполнителя.

Сегрегация ослабляет
дорогу

Важно предотвратить сегрегацию, чтобы
сохранить истинную матрицу материала.Квач объясняет:
«Инженеры проектируют определенную матрицу, используя тип заполнителя
. В любое время, когда вы можете поддерживать сцепление по всему
материалу, когда вы его укладываете, тогда вы придерживаетесь более
конструкции материала, и дорога будет работайте так, как предполагается
. Когда у вас есть разделение материала, вы разрушаете
матрицу, и у вас будут слабые места ».

Ханна соглашается: «Сегрегация создает слабые места на дорогах».

В конце концов движение стирает эти слабые места, оставляя
выбоины и трещины.Проблема часто не обнаруживается
годами позже.

«Возможно, вы не увидите ухудшения состояния дороги
в течение двух-трех лет», — объясняет Ханна.

Сегрегация
сокращает срок службы дороги. Проблемы наиболее серьезны на межштатных автомагистралях
или на других дорогах с интенсивным движением.

«Сегрегация
может привести к преждевременному выходу из строя или преждевременному выходу из строя дороги
», — констатирует Квач.

Новая идея

Было проведено много
экспериментов в попытке решить проблему сегрегации.
Некоторые методы включали ограничение материала. «Каждый раз, когда вы можете ограничить материал, вы можете предотвратить сегрегацию», — утверждает Квач.
Для этого в асфальтоукладчик
были помещены вставки воронки. В других методах использовались транспортные средства или машина для подбора валка
.

Одним из способов предотвращения расслоения является повторное смешивание HMA
непосредственно перед окончательной укладкой, но как? У Джона Тригга, президента
Konza Construction, Джанкшен-Сити, Канзас, возникла идея. Trygg
предположил, что если использовать шнеки вместо пластинчатых стержней для подачи и повторного смешивания HMA на шнеках распределителя
, сегрегация
может быть устранена.

Работая с Cedarapids над теорией, был построен прототип асфальтоукладчика
, оснащенный шнеками для повторного смешивания. Испытания прототипа проводились совместно с
Канзасским DOT, (KDOT) Kansas Asphalt Pavement
Association, Cedarapids и Trygg.

После полевых испытаний KDOT,
, департамент утвердил спецификацию на сезон 1996 года,
, которая позволяет асфальтоукладчику, оснащенному конвейерной системой ремикса, в качестве альтернативы обычным асфальтоукладчикам с пластинчатым конвейером
.

Результатом эксперимента стал асфальтоукладчик
с винтовыми шнеками в бункере вместо планок. Шнеки действуют
как конвейеры, подтягивая материал из бункера к разбрасывающим шнекам
перед выглаживающей плитой. Пока материал
транспортируется, шнеки смешивают его.

Квач поясняет: «Мы
убрали планки в асфальтоукладчике и заменили их двумя шнеками
на каждую планку. Шнеки вращаются против друг друга
и повторно перемешивают материал. По мере повторного смешивания материала шнеки
втягивают его в загрузочные туннели и распределяют по выглаживающей плите
. Процесс приводит к более однородной смеси».

Скорость
шнеков повторного смешивания контролируется гидравлическим
выходным потоком насоса системы, который, в свою очередь,
управляется с пульта оператора.

Машина заводится

С момента своего появления в Лас-Вегасе на выставке ConExpo 1996 новый асфальтоукладчик
remixing завоевал популярность среди дорожников.«Его используют несколько подрядчиков
в Канзасе, несколько в Северной
и Южной Каролине, а также несколько в Канаде», — говорит Квач.

Еще одним подрядчиком, который использует новый асфальтоукладчик remixer
, является компания R.A. Cullinan and Sons Inc., расположенная в Тремонте, штат Иллинойс,
. Машина используется для укладки дорожного покрытия на шоссе I-474 недалеко от Пеории,
, штат Иллинойс.

Эд Ханна — ветеран-дорожник. Он начал работать в отделе строительства
в 1957 году в дорожном подразделении Иллинойса, предшественнике
DOT Иллинойса.После колледжа он присоединился к
Cullinan и проработал там последние 33 сезона.

Как руководитель проекта
по I-474 он объясняет, что включает в себя работа
. «Мы укладываем армированное покрытие двумя слоями вяжущего материала
толщиной 1-3/4 дюйма и слоем 1-1/2 дюйма. Всего мы укладываем на дорогу
смеси толщиной 5 дюймов. Мы также проводим некоторые ремонтные работы,
работы по дренажу, ремонт эрозионных и замощенных канав и работы по ограждению
».

Работы охватывают четыре полосы движения и около
5-1/2 мили I-474.В середине августа бригады проложили
двухмильного участка центральной линии, и, по словам Ханны, «новая машина
, кажется, помогает». Однако, продолжил он,
: «Мы узнаем больше о том, как это работает, когда доберёмся до поверхности
. Мы также узнаем больше о трёх годах спустя».
Это может занять так много времени, потому что дороги, вымощенные сегрегированным HMA
, прослужат около двух-трех лет, прежде чем произойдет износ
. Несмотря на ожидание, Ханна считает, что новая машина
завоюет популярность в отрасли.

Квач также
оптимистичен: «Новый асфальтоукладчик — это то, что мы только что выпустили
, и он зарекомендовал себя. Это интересно, потому что
решает проблему сегрегации в лоб. против сегрегации».

Обнаружение сегрегации асфальтовой смеси: подход к цифровой обработке изображений

Определение сегрегации в асфальтовом покрытии является причиной многих споров между агентствами и подрядчиками.Метод визуального осмотра обычно используется для определения текстуры дорожного покрытия, а для проверки используется проверка плотности заполнителя на месте. Кроме того, для оценки текстуры асфальтобетонной смеси недавно были разработаны лазерные устройства, такие как Флоридский измеритель текстуры (FTM) и Измеритель кольцевой дорожки (CTM). В этом исследовании для определения сегрегации дорожного покрытия используется инновационный подход к цифровой обработке изображений. В этой процедуре стандартное отклонение гистограммы частот изображения в градациях серого используется для определения отдельных областей.Линейный дискриминационный анализ (LDA) затем применяется к полученным стандартным отклонениям от обработки изображений, чтобы классифицировать тротуары на отдельные и неразделенные области. Для проверки этого метода используется метод визуального осмотра. Результаты показали, что этот новый метод является надежным инструментом для определения областей сегрегации в недавно уложенных покрытиях FC9.5.

1. Введение

Характеристика воздействия асфальтового материала на качество асфальта и безопасность движения [1].Сегрегация агрегатов изменяет свойства материала и ускоряет скорость износа [2, 3]. Сегрегация дорожного покрытия является одной из основных проблем, влияющих на характеристики асфальтобетонных покрытий. Сегрегация определяется как разделение градаций заполнителей, при котором в асфальтобетонной смеси выделяются крупные и мелкие заполнители [4]. Кроме того, наличие достаточного количества битума и липкости между асфальтобетонными материалами может уменьшить износ асфальтобетона [5]. Выявление сегрегированных зон на тротуарах всегда было спорным вопросом между агентствами и подрядчиками.Области сегрегации в первую очередь обнаруживаются при визуальном осмотре и проверяются по плотности керна [4]. Сегрегацию также можно определить путем измерения текстуры поверхности дорожного покрытия. Измеритель текстуры Florida (FTM) и Circular Track Meter (CTM) представляют собой устройства на основе лазера, которые можно использовать для этой цели [6, 7].

Обработка изображений — еще один инструмент, который используется для оценки текстуры дорожного покрытия [8]. Сканеры и камеры представляют собой два типа оцифровывающих устройств для создания трехмерной модели изображения [9]. Оцифровку можно использовать для измерения объектов различного размера и масштаба [10]. Blais (2004) разработал сканирующую машину, которая захватывает 3D-данные с поверхности, а затем классифицирует текстуру дороги с помощью двух алгоритмов [10]. Первый алгоритм вычисляет предполагаемую глубину текстуры (ETD), а второй вычисляет уровень профиля текстуры (TPL). Для проверки этих алгоритмов были собраны измерения с девяти тротуаров. Результаты показывают, что существует хорошее соответствие между результатами традиционного метода Sand Patch и результатами прототипа оборудования для 3D-сканирования [11].

Возможность использования обработки изображений для определения градации без разделения битума и заполнителей изучалась Bruno et al.[12]. Изображение сначала подразделяется на разные отдельные области, где каждая отдельная область однородна с областью вокруг нее. Эта процедура помогает отделить пустоты, заполнители и участки битума. Гистограмма частот каждой отдельной области использовалась для определения градации асфальтобетонной смеси. Разделение изображения на отдельные области также может быть использовано для обнаружения повреждений дорожного покрытия [13]. В этом случае метод преобразования для обозначения линий и пикселей используется для определения бедствия в каждой отдельной области.Дискриминантный анализ, ближайший сосед и метод дискретного выбора также использовались для классификации каждой области.

Совсем недавно текстура бетонного покрытия оценивалась с помощью цифровой обработки изображений [14]. Для проверки этого метода использовался визуальный осмотр. Эта проверка подтвердила, что планшетный сканер можно использовать для точного измерения текстуры дорожного покрытия. Сканер использовался для получения цифровых изображений текстуры поверхности. Преимуществом применения сканера является простота управления источником света, поскольку источник света во время фотосъемки влияет на частоту цвета.Цветное цифровое изображение, полученное путем сканирования поверхности дорожного покрытия, позже было преобразовано в изображение в градациях серого для создания гистограммы частот изображения в градациях серого. Таким образом, текстура дорожного покрытия классифицируется на основе стандартного отклонения частотной гистограммы. В качестве основных параметров, влияющих на стандартное отклонение частотной гистограммы, аргументировалось наличие дырок. Другими словами, поверхность дорожного покрытия с большим количеством дырок от насекомых будет показывать более высокое стандартное отклонение по сравнению с текстурами поверхности с меньшим количеством дырок от насекомых.

Кроме того, Chen et al. выполнили исследование по определению текстуры дорожного покрытия и средней глубины профиля дорожного покрытия (MPD) с использованием обработки изображений [15]. MPD дорожного покрытия определяли с использованием отсканированных поперечных сечений дорожного покрытия. Стационарный лазерный профилометр (SLP) был затем использован для проверки текстуры асфальта, обнаруженной методом дискретного преобразования Фурье. Было показано, что этот метод полезен для проектирования дорожного покрытия, когда важны текстурный шум и трение.

Хотя методы обработки изображений часто использовались для измерения текстуры дорожного покрытия в предыдущих исследованиях, обработка изображений для определения сегрегации практически не проводилась. Метод, представленный в этом исследовании, является неразрушающим инструментом и потенциально может использоваться в качестве приложения для смартфона для обнаружения расслоения асфальтового покрытия на месте.

1.1. Оцифровка

Изображения состоят из разделенных элементов, называемых пикселями. Каждый пиксель имеет некоторую информацию, которая показывает цвет в этой конкретной точке. Другими словами, цвет каждой части изображения представлен пикселем. Пиксели хранятся в битах, которые могут принимать значения 0 или 1. Интенсивность пикселей в изображении показывает качество этого изображения.Чем больше пикселей в изображении, тем выше его качество и разрешение [16].

Фотографии могут быть как цветными, так и черно-белыми. В то время как цветные изображения имеют уровень цвета пикселей, черно-белые изображения имеют уровень серого. Уровень серого может варьироваться от 0 до 255, что дает 256 цветовых спектров. Основными цветами для получения цветного изображения являются красный, зеленый и синий (RGB), которые образуют 16,7 миллионов спектров [17]. К основным цветам цветного изображения можно добавить некоторые другие цвета. Например, цветное изображение CMYK, содержащее голубой, пурпурный, желтый и черный цвета, является еще одним типом цветного изображения, которое имеет 4.3 миллиарда цветов спектра. Извлечение этой числовой информации из изображения называется оцифровкой изображения [18].

Использовать черно-белое изображение для извлечения числовой информации из изображения проще, чем цветное изображение, потому что цветные изображения имеют три слоя (по одному слою для каждого основного цвета) и миллионы и миллиарды спектров; поэтому категоризировать извлечение информации из цветного изображения сложно. С другой стороны, использование черно-белого цветного изображения предпочтительнее, поскольку оно имеет 256 цветов спектра.Гистограмму частоты изображения можно применять для извлечения числовой информации из любого изображения.

2. Методика обнаружения сегрегации

В этом исследовании частотная гистограмма использовалась для проведения цифровой обработки изображений. Частотная гистограмма изображения представляет собой график, в котором вертикальные столбцы показывают количество повторений каждого спектра в изображении [18]. При использовании гистограммы частот асфальтовой смеси ожидается, что изображения неразделенных областей будут иметь однородные цвета.Другими словами, предполагается, что большинство цветов на несегрегированном изображении асфальта имеют серые цвета. Напротив, на сегрегированной поверхности дорожного покрытия может происходить разделение битума и заполнителей или мелких и крупных заполнителей. Это разделение может привести к более темной или светлой интенсивности цвета в отдельных областях изображения, что может привести к более высокому стандартному отклонению изображений с разделенными покрытиями по сравнению с изображениями неразделенных покрытий. В дальнейшем эта гипотеза будет исследована с использованием программы MATLAB, которая определяет стандартное отклонение частотной гистограммы.Затем эти результаты будут классифицированы с помощью линейного дискриминационного анализа (LDA).

LDA — полезный инструмент для классификации и прогнозирования членства в группе на основе линейного различия между измеряемыми факторами. Эта теория впервые была разработана Р. А. Фишером в 1936 году. Надежность этой теории определяет вероятность того, что ожидаемая часть данных принадлежит каждой группе. Однако этот метод демонстрирует порог и принадлежность каждой группы почти так же, как дисперсионный анализ (ANOVA) [19].

В ANOVA проверяется, что средние значения групп одинаковы; поэтому ANOVA выполняет собственное разложение и находит его собственные значения. Напротив, LDA выполняет собственное разложение и смотрит на собственные векторы. Эти собственные векторы определяют направления в переменном пространстве и называются осями дискриминанта. Таким образом, преимущество реализации LDA заключается в прогнозировании членства каждой группы при создании большого разрыва между группами [20].

Концепция LDA заключается в поиске линейной комбинации переменных, которая лучше всего разделяет два класса. Чтобы определить каждого члена группы, он сначала определяет линейное уравнение между переменными, которое определяет фактор дискриминации (DF). Затем данные классифицируются на основе рассчитанного DF и порогового балла. Показатель отсечения определяет порог между двумя группами данных.

Метод классификации LDA использовался для прогнозирования членства в каждой группе и классификации раздельных и неразделенных покрытий. При этом определялось и классифицировалось стандартное отклонение каждой картинки.Для LDA были рассмотрены два сценария: результат стандартного отклонения для каждого места расположения был классифицирован, и пороговая линия была определена отдельно, и (2) результаты стандартного отклонения для обоих мест были проанализированы вместе, и была обозначена пороговая линия. Эти два сценария были рассмотрены, чтобы определить, существует ли одинаковый порог для разделения расслоенного асфальта и нерасслоенного асфальта для всех испытательных площадок. Для проведения LDA-анализа по рассмотренным сценариям использовалась программа SPSS.

3. Эксперименты

Два участка во Флориде, недавно уложенные асфальтовой смесью FC9.5, были выбраны для этого исследования, потому что FC9.5 является широко используемым типом асфальтобетонной смеси во Флориде [21, 22]. FC9.5 представляет собой смесь Superpave с номинальным максимальным размером заполнителя 9,5 мм [23]. В этом исследовании были выбраны недавно вымощенные тротуары, чтобы исключить влияние старения покрытия и загрязнения на результаты. Эксперты из Департамента транспорта Флориды (FDOT) методом визуального осмотра определили разделенные и неразделенные участки на тротуаре.Также снимки оценивали остальные три эксперта FDOT. Среднее значение осмотра этих экспертов рассматривалось для мест, где мнения инспекторов не совпадали друг с другом. На каждом тестовом участке было выбрано пятнадцать несегрегированных и пять изолированных точек. Поскольку на результаты могут влиять тип и разрешение камеры, все снимки были сделаны одной и той же камерой и одним и тем же оператором (одинаковое качество снимков) с одной и той же высоты. Установка, показанная на рисунке 1, использовалась для захвата изображений.В центре стола есть отверстие, куда помещалась камера, чтобы сделать снимок.

Для фотосъемки была осмотрена поверхность дорожного покрытия, выбраны чистые и сухие поверхности. Полевые поверхности были свободны от рыхлых частиц, и поверхности были очищены от остатков щеткой. Затем были выбраны и отмечены разделенные и неразделенные участки в пределах одной и той же асфальтовой полосы. Стол был размещен точно на отмеченных участках поверхности. Поверхность тротуара была ровной, а размер стола составлял приблизительно 45 45 сантиметров, что было достаточно мало, чтобы уклон тротуара не влиял на изображения.Затем камеру клали на стол и делали снимок таким образом, чтобы он был ориентирован по направлению тротуара.

Как упоминалось ранее, источник света является важным фактором и может влиять на гистограмму частот. В этом исследовании все снимки были сделаны в одно и то же время, чтобы свет был одинаковым для всех фотографий, а также на снимках не было теней. Чтобы решить эту проблему, стандартное отклонение гистограммы частоты используется для обнаружения сегрегации. На самом деле окружающий свет может повлиять на всю картину.Источник окружающего света может влиять на среднее значение гистограммы частоты, но не может влиять на стандартное отклонение гистограммы частоты [24]. Таким образом, стандартное отклонение гистограммы частоты используется для обнаружения областей сегрегации в асфальтовом покрытии.

4. Результаты и обсуждение

Код MATLAB использовался для нахождения гистограммы частоты изображения. Программа импортирует цветное изображение, преобразует его в изображение в градациях серого и получает гистограмму частоты. После этого рассчитывается стандартное отклонение частотной гистограммы как символ, представляющий текстуру поверхности дорожного покрытия, который следует использовать для обнаружения расслоения дорожного покрытия.На рис. 2 представлена ​​гистограмма частот изображения асфальта в градациях серого, которая представляет собой преобразование цветного изображения асфальта. Все картины следуют этой тенденции. На рис. 3 показано стандартное отклонение гистограмм частот с разделением и без разделения в обоих местоположениях соответственно.

Как показано на рисунке 3, несегрегированные области имеют более низкое стандартное отклонение по сравнению с разделенными областями. Эта тенденция позволяет определить порог между изображениями, указывающими на отдельные и неразделенные области.Эта разница между стандартным отклонением гистограммы частот с сегрегацией и без сегрегации может быть вызвана более плотной текстурой несегрегированных покрытий по сравнению с сегрегированным покрытием. Другими словами, как показано на рисунке 4, когда происходит сегрегация, с одной стороны, крупные агрегаты могут отделяться от мелких агрегатов [25]; следовательно, заполнители в отдельных местах могут не иметь достаточного сцепления друг с другом, что может привести к увеличению пустот между заполнителями в текстуре дорожного покрытия [26].Это увеличение пустот на поверхности дорожного покрытия может привести к более ярким или темным цветам, что, в свою очередь, может привести к более высокому стандартному отклонению сегрегированных областей.

Стандартное отклонение для обоих местоположений представлено вместе на Рисунке 5. Пороговая линия между сегрегированными и несегрегированными областями нечетко видна, как показано на Рисунке 3. В связи с этим метод классификации LDA использовался для классификации сегрегированных и неразделенные тротуары.

Анализ LDA проводился с использованием программного обеспечения SPSS.Результаты и прогноз членства в каждой группе представлены в таблицах 1 и 2 соответственно. В таблице 3 представлен прогноз членства обоих проектов на основе стандартного отклонения двух проектов с использованием метода LDA.

+ + Стандартное отклонение Предскажите членство в группе Итого Сегрегированный Nonsegregated Сегрегированный% 80 20 100 Неразделенные% 7. 7 93,3 100

90,0% исходных сгруппированных случаев правильно классифицированы. Порог линия находится в стандартном отклонении 40.

Стандартное отклонение Предскажите членства в группе Итого Сегрегированный Nonsegregated Сегрегированный % 100 0 100 Несегрегированный % 26.7 73,3 100

80,0% исходных сгруппированных случаев правильно классифицированы. Порог линия находится в стандартном отклонении 46.

Стандартное отклонение Предскажите членства в группе Итого Сегрегированный Nonsegregated Разделенные, % 80 20 100 Неразделенные, % 20. 7 73,3 100

75,0% исходно сгруппированных случаев правильно классифицированы. Пороговая линия имеет стандартное отклонение 41.

Как показано в таблицах 1 и 2, пороговая линия, которая разделяет разделенные и не разделенные покрытия, отличается. Но общая оценка членства в сегрегированных и несегрегированных группах в каждом месте сайта достаточно высока. Другими словами, при сравнении Таблиц 1 и 2 с Таблицей 3 общая оценка в Таблице 3 уменьшилась, потому что каждая группа имеет определенную пороговую линию для разделения разделенных и не разделенных покрытий, которые отличаются от других.Следовательно, порог, который может разделять разделенные и не разделенные покрытия, зависит от участка. Для каждого участка сначала следует провести анализ пороговой линии и предсказания членства, а затем результаты можно использовать для определения раздельных и неразделенных участков дорожного покрытия. В этом исследовании для этих двух проектов очевидно, что общая точность определения сегрегации дорожного покрытия в каждом месте участка превышает 80%.

5. Заключение

Представлен новый основанный на обработке изображений метод обнаружения сегрегации в асфальтовых покрытиях.В предлагаемом методе стандартное отклонение частотной гистограммы изображения в градациях серого использовалось для идентификации областей дорожного покрытия из сегрегированной асфальтовой смеси. Затем был выполнен LDA для классификации результатов обработки отдельных и неразделенных изображений. Визуальный осмотр был применен экспертами FDOT для проверки результатов этого нового метода.

Этот новый неразрушающий метод может обеспечить альтернативное и достойное решение для преодоления споров между подрядчиками и агентствами по определению раздельных зон.Результаты этой работы показали, что изображения из отдельных участков дорожного покрытия имеют более высокое стандартное отклонение по сравнению с изображениями из неразделенных участков. Этот результат связан с увеличением пустот в сегрегированной поверхности асфальта, что может привести к более ярким цветам на изображениях дорожного покрытия. Отмечено, что на изображении несегрегированной области цветовое распределение является однородным, а спектры включают цвета уровня серого, в то время как изображение сегрегированной области имеет более яркие или более темные цвета. Чтобы применить эти результаты для классификации сегрегированных зон, во-первых, с помощью LDA следует определить пороговую линию между сегрегированными и несегрегированными покрытиями.Затем результаты можно использовать для определения изолированных областей. Для двух изученных проектов в этом исследовании результаты LDA показывают точность более 80% для обнаружения сегрегированных областей.

Раскрытие информации

Работа, представленная здесь, была результатом совместной работы. Более ранняя версия этой работы была представлена ​​в виде плаката на 96-м ежегодном собрании Совета по исследованиям в области транспорта в 2017 году.

Конфликты интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить признательность Государственному отделу материалов FDOT, Отделу материалов округа 2 и Отделу материалов округа 4 за их помощь в сборе данных и технические консультации.

Метод оценки сегрегации уплотненного асфальтобетонного покрытия путем обработки изображений асфальтобетонной смеси

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.07.041Get rights and content

Highlights

•

20
20 Существует связь между пространственным распределением заполнителей в дорожной смеси и уплотненным покрытием.

•

Текстурные характеристики изображения были рассчитаны для характеристики сегрегации.

•

Байесовский классификатор используется для классификации того, происходит ли разделение.

•

Этот метод может предопределить сегрегацию уплотненного дорожного покрытия по изображению уложенной смеси.

Abstract

Расслоение горячей асфальтобетонной смеси является обычным явлением в процессе строительства.Преобладающие методы обнаружения сегрегации можно использовать для обнаружения и оценки сегрегации только после того, как сегрегация произошла. В этом исследовании предлагается метод обнаружения сегрегации в реальном времени с использованием классификатора машинного обучения для категоризации изображений смеси с твердым покрытием (IPM) во время строительства. Сначала в исследовании были вручную размечены 224 изображения с разным уровнем расслоения горячей асфальтобетонной смеси. Затем 14 характеристик текстуры, таких как контрастность, корреляция IPM, были рассчитаны с помощью матрицы совпадения уровней серого (GLCM).Затем был проведен анализ основных компонентов (PCA), чтобы сократить 14 функций до 6 основных компонентов. Позже 6 основных компонентов были переданы в наивный байесовский классификатор для категоризации уровня сегрегации. Наконец, результаты классификации показывают, что наивный байесовский классификатор имеет точность 80% по сравнению с результатами, помеченными вручную. Результаты этого исследования потенциально могут быть адаптированы для оценки сегрегации горячей асфальтобетонной смеси в режиме реального времени и в больших масштабах.

Ключевые слова

Ключевые слова

Асфальтовая дорожка

Segregation

Обработка изображений

Серый уровень соучастия Матрица

Главный компонентный анализ

Наивный байесовский классификатор

Рекомендуемые статьи Статьи (0)

Посмотреть полный текст

© 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

(PDF) Экспериментальные исследования по характеристике градационной сегрегации асфальтобетонных смесей

ICMSMT 2019

IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия. 561 (2019). М., М. Лоу и К. Несмит, «Использование инфракрасной термографии для обнаружения

и измерения сегрегации в асфальтовых покрытиях с горячей смесью», Int.J. Pavement Eng., vol. 1,

нет. 4, pp. 265–284, 2000.

[4] X. Li, S. Chen, K. Xiong, X. Liu, «Анализ градационной сегрегации теплой асфальтовой смеси

», J.Mater. Гражданский англ., вып. 30, нет. 4, 2018.

[5] Meegoda J.M., G.M. Rowe, A. Jumikis, CH Hettiarachchi, N. Bandara, and N. Gephart,

«Обнаружение поверхностной сегрегации с помощью лазера», Transp. Рез. Доска, нет. Январь

2003.

[6] X.Li, Z. Zhou, X. Lv, K. Xiong, X. Wang, and Z. You, «Температурная сегрегация теплой асфальтобетонной смеси

: лабораторные и полевые оценки», Constr. Строить. мат.,

том. 136, pp. 436–445, 2017.

. [7] Punith.VS., Suresha SN, S. Raju, S. Bose, and A. Veeraragavan, ―Laboratory

Investigation of Open-Grade Friction Mixes Consolidated Polymers. и

Целлюлозные волокна», J. Transp. англ. © ASCE, том.142, нет. 2, стр. 548–556, 2016.

[8] Аллен Кули. L, «Оценка смесей для фрикционных составов, содержащих волокна целлюлозы

», Transp. Рез. Рек. , том. 1723, нет. 1, стр. 19–25, 2000.

[9] Сварупа. С., Шравани А. и Джайн П. К. «Сравнение механических характеристик холодных, мягких теплых и полутеплых смесей

для битумных дорожных работ», Индийский Дж. Инж.

Матер. наук, вып. 22, нет. 1, стр. 85–92, 2015.

[10] IS: 73-2013, «Индийские стандартные технические условия на дорожный битум», 2013.

[11] IS: 8887:2004, «Индийский стандарт на битумную эмульсию для дорог (катионный тип) — Спецификация

(вторая редакция)», 2004 г.

[12] IS: 5515-1983, «Индийский стандарт на Устройство для уплотнения факторов», 1983.

[13] IRC: SP:100-2014, «Использование технологии холодных смесей при строительстве и обслуживании

дорог с использованием битумной эмульсии», 2014.

[14] Строуп-Гардинер. M, «NCHRP SYNTHESIS 477 Methods and Practices on Reduction and

устранение расслоения асфальтобетонной смеси», 2015.

[15] ASTM D 7064-08, «Стандартная практика для разработки фрикционного слоя с открытым градиентом (OGFC) Mix

», 2013 г.

%PDF-1.6 % 149 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 149 101 0000000016 00000 н 0000002936 00000 н 0000003073 00000 н 0000003195 00000 н 0000003328 00000 н 0000003427 00000 н 0000003985 00000 н 0000004220 00000 н 0000004297 00000 н 0000004995 00000 н 0000005522 00000 н 0000005762 00000 н 0000005833 00000 н 0000005910 00000 н 0000006103 00000 н 0000006240 00000 н 0000006287 00000 н 0000006449 00000 н 0000006583 00000 н 0000006726 00000 н 0000006772 00000 н 0000006937 00000 н 0000006984 00000 н 0000007080 00000 н 0000007127 00000 н 0000007218 00000 н 0000007265 00000 н 0000007376 00000 н 0000007423 00000 н 0000007555 00000 н 0000007630 00000 н 0000007677 00000 н 0000007748 00000 н 0000007899 00000 н 0000008010 00000 н 0000008057 00000 н 0000008169 00000 н 0000008331 00000 н 0000008445 00000 н 0000008492 00000 н 0000008620 00000 н 0000008762 00000 н 0000008865 00000 н 0000008912 00000 н 0000009010 00000 н 0000009110 00000 н 0000009157 00000 н 0000009255 00000 н 0000009302 00000 н 0000009434 00000 н 0000009481 00000 н 0000009577 00000 н 0000009624 00000 н 0000009732 00000 н 0000009779 00000 н 0000009878 00000 н 0000009925 00000 н 0000010019 00000 н 0000010066 00000 н 0000010162 00000 н 0000010209 00000 н 0000010306 00000 н 0000010353 00000 н 0000010458 00000 н 0000010505 00000 н 0000010602 00000 н 0000010648 00000 н 0000010739 00000 н 0000010785 00000 н 0000010900 00000 н 0000010946 00000 н 0000010993 00000 н 0000011104 00000 н 0000011151 00000 н 0000011198 00000 н 0000011245 00000 н 0000011376 00000 н 0000011423 00000 н 0000011554 00000 н 0000011601 00000 н 0000011648 00000 н 0000011695 00000 н 0000011822 00000 н 0000011869 00000 н 0000011999 00000 н 0000012046 00000 н 0000012171 00000 н 0000012218 00000 н 0000012265 00000 н 0000012312 00000 н 0000012461 00000 н 0000012508 00000 н 0000012555 00000 н 0000012602 00000 н 0000012649 00000 н 0000012808 00000 н 0000012855 00000 н 0000013011 00000 н 0000013058 00000 н 0000013105 00000 н 0000002368 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 249 0 объект > поток ‘Cc_I;e2 XY1}~œUzYhnUr~s_ 8bx\#yɮ4G[ːl?AH”B 3&2-Cv{lu7bKH”qQ”p`)etC;C Rz+ž;@!+r7fΆQ 6iTD[d(ڌpyQ0h2$!’8 Wr1e. ~iQ’ٸD\.&/]uY7Y%s7zN4 ]n

Как победить расслоение асфальта

Каждая тонна уложенного асфальта ставит под угрозу вашу репутацию. Производители асфальта и подрядчики по укладке дорожного покрытия гордятся тем, что создают прочную дорогу, которая прослужит 15–20 лет и более.

Тем не менее, отправка сегрегированной смеси на строительную площадку или укладка мата с участками сегрегации может испортить репутацию компании, не говоря уже о значительном снижении прибыли. Независимо от того, где происходит расслоение – на складе инертных материалов, на заводе, по пути на строительную площадку или за выглаживающей плитой – с этим необходимо бороться.В противном случае дорога с твердым покрытием страдает от таких повреждений, как растрескивание, колейность и растрескивание, что приводит к досрочному дорогостоящему ремонту.

Производители работают с производителями асфальта и подрядчиками над разработкой оборудования, помогающего смягчить случаи сегрегации. И есть несколько тактик, которые могут использовать как производители, так и подрядчики, чтобы уменьшить сегрегированную смесь.

Смешивание
Способы, которыми производители обращаются с заполнителем до приготовления смеси, оказывают сильное влияние на сегрегацию.Наращивание складов заполнителя слоями с помощью радиальных штабелеукладчиков по сравнению с большими отвалами конической формы снижает сегрегацию заполнителя, особенно когда речь идет о камне большего размера. Операторы погрузчика также могут помочь в этом процессе, смешивая материал из мелких и крупных участков раздельного склада.

На заводе операторы должны держать бункеры холодного корма как можно более полными, чтобы избежать отделения крупного заполнителя от мелкого материала. «Чтобы обеспечить надлежащую градацию заполнителя, многие производители в настоящее время используют больше бункеров с холодным питанием для хранения камней разных размеров», — говорит Джо Мусил, старший инженер Terex Roadbuilding.

Современные производители асфальта включают в смесь больше добавок, и они должны уделять внимание размерам добавок и вводить их в нужный момент в процессе смешивания. Переработанный асфальтобетон (RAP) и черепица, мелочь рукавного фильтра и теплая асфальтобетонная смесь имеют свое надлежащее время для подачи в барабан, и смеситель должен иметь гибкость, чтобы вмещать все различные добавки.

«Барабан — это идеальное средство для смешивания материала, и именно поэтому асфальтобетонные заводы Terex имеют зоны смешивания, в которых материал задерживается от двух до четырех минут, что намного дольше, чем 45–60 секунд, характерных для самосвалов», — говорит Мусил.«Длинные зоны смешивания помогают избежать комкообразования мелких частиц асфальта и обеспечивают более равномерную температуру по всей смеси при введении РАП и гонта в конструкцию».

При погрузке транспортных средств из силоса, использование метода трех разгрузок – загрузка двух партий в каждый конец грузовика и последней партии в середину – позволит избежать стекания крупных частиц по бокам и концам грузовика. Кроме того, по словам Билла Рикена, специалиста по асфальтоукладчикам Terex, тип грузовика, используемого для перевозки асфальта, имеет большое значение для уменьшения расслоения частиц и термической сегрегации.

Рикен говорит, что концевые самосвалы являются наименее предпочтительным транспортным средством, особенно при укладке магистральных и шоссейных дорог. «Самосвал — это, по сути, коробка, в которой большая часть асфальта соприкасается с металлом, который охлаждает асфальт на концах», — говорит он. «Смесь будет расслаиваться по мере того, как частицы скатываются к бортам грузовика и заканчиваются во время транспортировки на рабочую площадку».

Грузовики с подвижным днищем обеспечивают дополнительную защиту от расслоения материала и термической сегрегации во время транспортировки. Асфальт соприкасается с меньшей площадью поверхности, поэтому происходит меньшее охлаждение, а слой имеет форму буквы «V», чтобы уменьшить сегрегацию частиц.
Гладкий и однородный
Независимо от того, теплая это смесь или горячая асфальтобетонная смесь, подрядчики по укладке дорожного покрытия имеют варианты оборудования для уменьшения случаев сегрегации на площадке, а в некоторых регионах это дополнительное оборудование является требованием для соответствия государственным спецификациям. «Некоторые требования к укладке магистральных укладок настолько строгие, что их невозможно выполнить с помощью одного только традиционного планчатого асфальтоукладчика», — комментирует Рикен.

Транспортные средства для транспортировки материалов (MTV) и устройства (MTD), возможно, являются лучшими союзниками подрядчика в борьбе с сегрегацией.Тем не менее, есть ключевые различия в конструкции, поэтому подрядчики должны тщательно изучить варианты оборудования, чтобы убедиться, что они получают машину, подходящую для работы.

Ранние модели MTV предлагали большую емкость для хранения и некоторые возможности повторного смешивания. «Цель этих первых проектов заключалась в том, чтобы бригады могли укладывать асфальт непрерывно, чтобы исключить сегрегацию концов грузовиков», — объясняет Рикен.

Новое поколение MTV основано на преимуществах непрерывной укладки предыдущих моделей, предлагает улучшенные возможности повторного смешивания и более низкое контактное давление на грунт.
Новые инновационные наборы шнеков с переменным шагом и вращением в противоположных направлениях, подобные тем, которые используются в асфальтоукладчике Terex CR662RM RoadMix, полностью смешивают 100 процентов смеси, практически исключая термическую сегрегацию и расслоение материала. Низкий центр тяжести машины снижает точку разгрузки конвейера, чтобы уменьшить вероятность сегрегации капель. Кроме того, гусеничные приводы снижают контактное давление на грунт с полной нагрузкой до менее 20 фунтов на квадратный дюйм, что устраняет многие проблемы, связанные с колесными MTV.

MTV с низким давлением открывают возможность использования на базовых подъемниках для уменьшения расслоения материала.Страх перед колейностью подстилающего слоя из-за колесных машин с высоким давлением привел к тому, что многие правительственные спецификации ограничивают использование MTV верхними подъемниками для укладки дорожного покрытия. «Это нелогично и контрпродуктивно», — говорит Рикен. «Базовые смеси изготавливаются из камней большего размера, которые более склонны к расслаиванию, поэтому мы должны использовать MTV на базовых подъемах. У нас есть клиенты, использующие CR662RM RoadMix для укладки базовых подъемников, но по спецификациям он не может использоваться в качестве MTV».

Подобно MTV, MTD обеспечивают непрерывную укладку и могут использоваться как с самосвалом, так и с валковой укладкой.В отличие от MTV, эти машины прикрепляются к асфальтоукладчику и управляются им, что устраняет необходимость в дополнительном операторе. Некоторые из них, такие как машина для придания гладкости матам Terex MS-4, оснащены амортизирующими толкающими роликами, исключающими «тряску» грузовика и оседание стяжки. В некоторых конструкциях также используется повторное смешивание материала, и они имеют малую высоту нагнетания, чтобы исключить сегрегацию капель.

Для подрядчиков, работающих со смесями, склонными к сегрегации частиц, такими как Stone Matrix Asphalt (SMA), которые не хотят использовать транспортное средство или устройство, асфальтоукладчики Terex Remix Anti-Segregation System предлагают альтернативу.Заменяя традиционный пластинчатый конвейер двумя комплектами из двух шнеков, вращающихся в противоположных направлениях, эти асфальтоукладчики предлагают такие же агрессивные возможности повторного смешивания, как и MTV нового поколения, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что это делается на последнем этапе укладки. Это борется с материальным, а также с термическим расслоением.

Улучшение сегрегации
Без добавления специального оборудования к укладочному конвейеру вставка бункера подходящего размера имеет большое значение для уменьшения сегрегационной смеси. Подача битума прямо в конвейерную систему асфальтоукладчика — будь то традиционные планки или шнеки Remix, вращающиеся в противоположном направлении, — для создания живого движения дна, уменьшающего сегрегацию частиц.Предлагая дополнительную мощность для непрерывной укладки, конструкция вкладыша бункера способствует естественному повторному смешиванию материала и предотвращает скопление более крупного и более холодного материала в крыльях бункера.

Rieken предупреждает подрядчиков, чтобы они не думали, что чем больше, тем лучше. «Размер вставки, — говорит он, — должен соответствовать бункеру асфальтоукладчика, иначе материал будет скапливаться в стороны и попадать в конвейер по мере падения уровня асфальта. Это приводит к случайной сегрегации патчей».

На стяжке постоянство имеет первостепенное значение для уменьшения продольной сегрегации.Операторы должны следить за тем, чтобы дозаторы или заслонки потока были настроены на подачу достаточного, но не слишком большого количества материала к разбрасывающим шнекам, чтобы они работали непрерывно. Если шнекам позволить вращаться слишком медленно, более крупный заполнитель падает на опору внешнего подшипника, что приводит к продольной сегрегации.

Главной темой для беспокойства сегодня является осевая сегрегация, которая приводит к растрескиванию сверху вниз. Это происходит под цепным приводом шнека, и производители противодействуют этой проблеме, добавляя варианты реверсивных шнеков для подачи материала под корпус.Создание удержания материала за счет регулировки свинцовой короны и перегородок корпуса смягчает эту форму сегрегации.

На магистральных асфальтоукладчиках, таких как Terex серии CR600, производители полностью заменяют центральный редуктор, полагаясь на внешние приводные двигатели для разбрасывающих шнеков. «Если вы устраните корпус центрального привода, вы устраните сегрегацию осевой линии», — говорит Рикен. При внешнем приводе секции шнека прилегают друг к другу, не оставляя разделения в центре. Это устраняет необходимость в центральном редукторе и реверсивных шнеках.

Назад к основам
Перед добавлением оборудования в состав асфальтоукладчика и перед поиском вариантов асфальтоукладчика успех укладки в конечном итоге сводится к обучению операторов. Бригады должны быть тщательно обучены правильным методам укладки и тому, как правильно использовать каждую единицу оборудования.

Бригады должны знать возможности и ограничения оборудования для укладки. Никакое оборудование не положит конец сегрегации, если оно не эксплуатируется должным образом.
Производители работают с подрядчиками на строительной площадке, чтобы помочь бригадам максимально эффективно использовать свое оборудование.Кроме того, подрядчики могут посещать школы обучения работе с оборудованием на заводе, подобные тем, которые предлагаются Университетом дорожного строительства Terex.

Пять ключей для предотвращения расслоения материала и термической сегрегации
Помимо выбора оборудования и соблюдения надлежащих методов укладки, Рикен дает операторам, которых он обучает, пять ключей, помогающих предотвратить расслоение материала и термическую сегрегацию.
 «Держите материал закрытым; не роняйте его; предотвратить подтекание смеси; укладывать ровно, равномерно и непрерывно; и не проливать асфальт перед асфальтоукладчиком», — говорит он.

Сегрегация в горячих асфальтобетонных покрытиях

Стр. 2 и 3: TRANSPORTATION RESEARCH BOARD EXECU

Стр. 4 и 5: NATIONAL COOPERATIVE HIGHWAY RESEAR

Стр. 6 и 7: • Разработка рекомендуемого теста

7 Стр. 85 ПРИЛОЖЕНИЕ I Пример спецификации

Стр. 10 и 11: 2 испытания обоих сердечников и лабораторных испытаний

Стр. 12 и 13: 4 ГЛАВА 1 ВВЕДЕНИЕ 1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Стр. 14 и 15: 6 ГЛАВА 2 ВЫВОДЫ 2.1 РЕЗЮМЕ

Стр.

Страница 18 и 19: 10 во влажной среде показали, что грубая

страница 20 и 21: 12 Антенна с заземлением также

страница 22 и 23: 14 резиновый коврик, эти исследователи для

Стр. 24 и 25: 16 Разрушающие испытания (т.e., takin

Страница 26 и 27: 18 2.2.2.1 Австралия Визуальный идентификатор

Страница 28 и 29: 20 работы; однако, когда состояние DO

Страницы 30 и 31: 22 ТАБЛИЦА 6 Сводка лаборатории te

Страницы 32 и 33: 24 ТАБЛИЦА 8 Сводка лаборатории te

Страница 34 и 35: 26 Страница 36 и 37: 28 ТАБЛИЦА 12. Сводка стандартных устройств

, страницы 38 и 39: 30 Рисунок 1. Средняя плотность DOR для

,

, страница 40 и 41: 32 Рисунок 5.Средние воздушные пустоты для кора

Страница 42 и 43: 34 Температура матовой формы. Одиночный

Стр. 44 и 45: 36 На Рис. 12 показана температура

Стр. 46 и 47: 38 Рис. : 42 Рисунок 17. Измерение текстуры поверхности

Страница 52 и 53:

44 проектов, было несколько lim

Страница 54 и 55:

yumpu.com/en/document/view/18049111/nchrp-report-441-segregation-in-hot-mix-asphalt-pavements/54″ title=”46 TABLE 20 Aggregate properties fo”> 46 .

Страница 58 и 59:

50 Рисунок 22. Процент потери жесткости

Страница 60 и 61:

52 Увеличение потери прочности в сухом состоянии Использованные данные f

стр. 64 и 65:

56 РЕЗУЛЬТАТЫ

Page 70 и 71:

Page 70 и 71:

Page 70 и 71:

yumpu.com/en/document/view/18049111/nchrp-report-441-segregation-in-hot-mix-asphalt-pavements/70″ title=”62 TABLE 30 (Continued) TABLE 31 Su”>

Страница 76 и 77:

68 Рисунок 36.

Стр. 78 и 79:

70 ТАБЛИЦА 38 Соотношения средней текстуры

Стр. 9-1

Страница 84 и 85:

76 3.4.1 Начальная конструкция Предположение

Страница 86 и 87:

78 ing) не используются; покрытия

стр. 88 и 89:

80 встречаются, участки с характером

стр. 90 и 91:

82 ССЫЛКИ 1.Brock, JD “Ho

Стр. 92 и 93:

84 ПРИЛОЖЕНИЯ A ЧЕРЕЗ H UNPUBLISH

Стр. 94 и 95:

86 Области с высоким уровнем сегре

6 5 segation all texture me

Стр. 98 и 99: