Сегрегация асфальтобетонной смеси – Перегружатели – новые требования против сегрегацииОборудование, помогающее устранять температурную и фракционную сегрегацию асфальтовой смеси. Сегрегация асфальтобетонной смеси что это

Содержание

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».

os1.ru

Сегрегация. Причины возникновения и методы устранения.

Транскрипт

1 Сегрегация. Причины возникновения и методы устранения. Специалистами дорожной отрасли прилагаются значительные усилия по повышению эксплуатационных характеристик асфальтобетонных смесей благодаря правильному подбору гранулометрического состава, добавлению полимеров и других продуктов. Все эти мероприятия преследуют цель повышения сроков службы дорожного покрытия. Для обеспечения эксплуатационных характеристик произведённую асфальтобетонную смесь следует перемешать, транспортировать до места производства дорожностроительных работ и равномерно уложить, при этом, не нарушая требований к гранулометрическому составу смеси и её температуре. На каждом этапе данной технологической цепочки возникает вероятность появления сегрегации. В последнее время, по мере изучения проблем, приводящих к преждевременному разрушению асфальтобетонных покрытий и, как следствие, уменьшению гарантийных сроков службы дорожной одежды в целом, специалисты дорожной отрасли выделяют проблему фракционной и температурной сегрегации асфальтобетонных смесей. Каждый из вышеупомянутых видов сегрегации стоит рассмотреть в отдельности. 1. Фракционная сегрегация В процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси: при её смешивании, загрузке грузовых автомобилей, транспортировке и выгрузке в асфальтоукладчик, смесь может подвергнуться фракционной сегрегации, что, в свою очередь, ведёт 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 покрытий в то время, как другие участки включают концентрацию мелкозернистых материалов.

2 Сегрегация создает смеси, неоднородные по заданному гранулометрическому составу. Анализируя зарубежный опыт изучения фракционной сегрегации, необходимо отметить документ, подготовленный в 1997 году Объединённой группой по сегрегации (организованной AASHTO и NAPA), QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения». Относительно фракционной сегрегации, данный документ выделяет следующие 5 типов: Концевая сегрегация от грузовых автомобилей: На рисунке 1 показан участок автомобильной дороги с сегрегационными пятнами, часто называемыми крыльями, возникающими в продольном направлении и на каждой стороне укладываемой полосы. Эти крылья образуют пятна крупнозернистого заполнителя, отделенные от однородной смеси. Они, как правило, характеризуются более прерывистым гранулометрическим составом, чем это требуется по проекту, и разрушаются за очень короткий период времени, приводя к появлению выбоины на дороге. Менее серьезная концевая сегрегация от грузовых автомобилей может не проявляться, если автомобильная дорога не эксплуатировалось в течение нескольких месяцев. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей обычно является следствием неправильной загрузки грузовых автомобилей, сегрегации в силосе, неправильной разгрузки грузовых автомобилей или эксплуатации бункера в порожнем состоянии между загрузками. Рисунок 1. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей

3 Сегрегация по центральной линии: вторым наиболее распространенным типом сегрегации является сегрегация по центральной линии (см. рисунок 2). Данная сегрегация обычно имеет место в центре полосы, и, в первую очередь, она является следствием отделения крупнозернистого заполнителя при его разгрузке из конвейерной системы в зону шнека. После чего заполнитель скатывается под цепной привод шнека или редуктор и концентрируется в центре укладываемого дорожного покрытия. Рисунок 2. Сегрегация по центральной линии Сегрегация по шву/краям: На рисунке 3 показан следующий распространенный тип сегрегации, который имеет место снаружи или по внешним краям укладываемого дорожного покрытия. Обычно это является следствием того, что шнеки на асфальтоукладчике не работают с достаточной скоростью, позволяя крупнозернистому заполнителю скатываться к наружной стороне покрытия. Рисунок 3. Сегрегация по шву/краям Концевая сегрегация от грузовых автомобилей/односторонняя: Этот тип сегрегации показан на рисунке 4. Это особый случай концевой сегрегации от грузовых автомобилей, который, как правило, является следствием неправильной загрузки дозатора в горячем накопительном бункере.

4 Рисунок 4. Концевая сегрегация от грузовых автомобилей/односторонняя Беспорядочная сегрегация: Сегрегация беспорядочного типа показана на рисунке 5. Причина этого типа сегрегации наиболее трудна для определения. Обычно этот тип сегрегации происходит, когда имеет место неправильное смешивание на дозировочной установке или в барабанном смесителе, но может также иметь место в других местах процесса. Рисунок 5. Беспорядочная сегрегация Особо необходимо обратить внимание на важность правильного подбора состава асфальтобетонной смеси и учитывать следующие рекомендации по её проектированию согласно QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения»: «Правильное проектирование состава смеси очень важно в усилиях по исключению сегрегации. Смеси распределяются по категориям, как смеси с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь (с равномерным гранулометрическим распределением заполнителя) или смеси с пропуском некоторых фракций (фракционный состав в гранулометрическом составе заполнителя, в котором немного материала или материал отсутствует). В случае смесей с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь, можно компенсировать ошибки, совершаемые в работе установки или при операциях укладки, без значительного влияния на эксплуатационные характеристики смеси.

5 Для того, чтобы избежать сегрегации, смеси с пропуском некоторых фракций могут потребовать большего внимания для уточнения при укладке и обработке, чем смеси с гранулометрическим составом, дающим плотную смесь. Если смесь представляет собой смесь со значительным пропуском фракций с низким содержанием битума, то могут возникнуть трудности по предотвращению сегрегации, независимо от используемых методов. В случае смесей с пропуском фракций проблемы с сегрегацией могут быть минимизированы благодаря исключительному вниманию и/или использованию добавок смеси. Возможно, единственным, наиболее важным, критерием в определении подверженности состава смеси сегрегации, является содержание битума. Смеси с низким содержанием битума характеризуются гораздо большей тенденцией к сегрегации, чем смеси, характеризующиеся высоким содержанием битума, независимо от гранулометрического состава. Смеси с пропуском фракций могут быть успешно использованы. Однако, для этих смесей могут потребоваться волокна или полимеры, позволяющие использовать более высокое содержание битума, что делает пленку более толстой. Во многих смесях небольшое увеличение содержание битума (часто всего лишь 0,2 процента) значительно снижает сегрегацию. Увеличенная толщина пленки увлажняет контакт между частицами и снижает тенденцию смеси по разделению в точках перехода на всем протяжении процесса. Линия максимальной плотности может использоваться как указание к пониманию гранулометрического состава заполнителя. Линия максимальной плотности представляет собой гранулометрический состав, при котором частицы заполнителя устанавливаются вместе максимально возможным плотным способом. Для построения линии максимальной плотности используется график гранулометрического состава FHWA в степени 0,45, показанный на рисунке 6. Проведите прямую линию от максимального размера

6 заполнителя через нулевую точку. Максимальный размер заполнителя определяется как размер сита на один размер крупнее, чем номинальный максимальный размер; номинальный максимальный размер определяется как размер сита на один размер крупнее, чем первое сито, удерживающее более 10 процентов заполнителя. Рисунок 6. Линия максимальной плотности Опыт подсказывает, что смеси с гранулометрическим составом, который попадает прямо на линию максимальной плотности, не следует производить. Зачастую, в такой смеси не имеется достаточно места для жидкого битума, в результате чего получается смесь пластического типа. Если состав смеси находится рядом с линией максимальной плотности, появляется другая проблема. Отклонения в гранулометрическом составе в материалах отвала заставляют кривую отклоняться вперед-назад поперек линии максимальной плотности, приводя, тем самым, к смеси с прерывистым гранулометрическим составом. Рекомендуется, чтобы проектировщик смеси выбирал, приблизительно, от двух до четырех процентных точек выше кривой максимальной плотности, если требуется смесь с мелкозернистой структурой. Следует выбирать смесь гранулометрических составов в двух до четырех точках ниже кривой, если требуется смесь с крупнозернистой структурой. (См. рисунок 7).

7 Рисунок 7. Выбор смесей Эти изгибающиеся вверх и вниз кривые обычно дают хорошую, нейтрализующую ошибки смесь. Подробное обсуждение состава смеси выходит за рамки данной публикации. Редко смесь, которая располагается на линии максимальной плотности, содержит достаточно пустот в минеральном заполнителе (VMA), особенно, если состав характеризуется относительно высоким процентом подгрохотного материала No. 200 (0,075 мм). Гранулометрический состав, выбранный на линии, приблизительно параллельной линии максимальной плотности, позволяет получить однородную по гранулометрическому составу смесь, у которой почти отсутствует тенденция к сегрегации. Однако, линия максимальной плотности должна использоваться только как руководящая линия по однородному гранулометрическому составу. Другие критерии, такие как VMA, воздушные пустоты, стабильность, а также другие технические условия, тоже должны быть удовлетворены.

8 Рисунок 8. Тенденция S-образных кривых к сегрегации Некоторые смеси характеризуются гранулометрическими составами, образующими букву «S» поперёк линии максимальной плотности, как показано на рисунке 8. Эти смеси имеют тенденцию к проблемам с сегрегацией. Слегка изогнутая кривая, показанная на рисунке 9, обеспечивает хорошие эксплуатационные показатели. Но потенциальное преимущество, которое проектировщик пытается достигнуть с помощью прерывистого гранулометрического состава, требует особого внимания к обращению для предотвращения проблем с сегрегацией. При построении графика гранулометрического состава смеси, наносите на график максимально возможное количество размеров сит. На рисунке 10 иллюстрируется, как нанесение всего лишь нескольких точек может привести к вводящему в заблуждение графику. Если вычерчиваются всего лишь 4 размера сит, как показано на рисунке 10 тонкой сплошной линией, кривая может указывать на пригодную смесь. Но, если вычерчиваются 7 размеров сит, показанных на рисунке 10 прерывистой линией, то становится очевидным, что смесь фактически является с пропуском некоторых фракций. Следовательно, в ситовой анализ следует включать полный диапазон размеров».

9 Рисунок 9. Слегка изогнутые кривые могут способствовать правильному решению Рисунок 10. Одна и та же смесь на 4 точках против 7 точек Также в документе рассмотрены случаи возникновения сегрегации в процессе производства и укладки асфальтобетонных смесей, с описанием характерных мест её образования в технологическом процессе. Даны рекомендации по устранению факторов, влияющих на появление сегрегации. Отдельно расписан механизм работы перегружателей и их возможный вклад в борьбе с сегрегацией в процессе укладки асфальтобетонных смесей: «Трудности, связанные с традиционной разгрузкой асфальтобетонной смеси

10 из грузового автомобиля в асфальтоукладчик при обеспечении непрерывного движения асфальтоукладчика очевидны. На рисунке 11 показаны два транспортных средства для перегрузки асфальтобетонной смеси (перегружатели), которые созданы для устранения озвученных проблем. Перегружатели делают возможным остановку самосвала на соответствующем расстоянии перед асфальтоукладчиком с последующим выгрузкой всего асфальтобетона без движения. (См. рисунок 12). Перегружатели вмещают от 25 до 30 тонн смеси. Рисунок 11. Транспортные средства для переноса материала Перегружатели предназначены для исключения появления сегрегации, которая могла бы иметь место во время выгрузки, однако, не в состоянии исправить непригодные составы смеси. Рисунок 12. Транспортное средство для переноса материала, работающее на соседней полосе

11 Перегружатели могут быть эффективными в исключении концевой сегрегации грузовых автомобилей и беспорядочной сегрегации благодаря способности агрегата повторно перемешивать смесь шнеками. Получающаяся ровность дорожного покрытия свидетельствует об очень хорошем качестве». В окончании документа приведена диагностическая таблица по сегрегации, позволяющая диагностировать потенциальные причины сегрегации по мере их выявления. В качестве заключения по результатам рассмотрения QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения» можно сделать следующий вывод: сегрегация в горячих асфальтобетонных смесях это постоянная и системно встречаемая проблема. Однако, данную проблему можно и нужно контролировать и даже исключать благодаря соответствующим образом подобранному составу смеси и дополнительному технологическому оборудованию для ее укладки. 2. Температурная сегрегация В процессе изучения фракционной сегрегации, специалисты часто сталкивались с ситуацией, когда при отборе проб в местах явной сегрегации и дальнейших их испытаниях, результаты показывали не сильное отличие отобранных проб по гранулометрическому составу от состава проектной смеси. Как следствие, специалистами вёлся поиск новых, более совершенных способов определения сегрегации. В результате применения комплекса методов исследования, в т.ч. неразрушающих, была выявлена следующая закономерность: в местах сегрегации, где гранулометрический состав смеси был схож с составом однородных участков, плотность и содержание воздушных пустот превышали рекомендуемые исследованием значения.

12 Относительно истории выявления температурной сегрегации, как одной из причин преждевременного разрушения асфальтобетонных покрытий, а так же причин её вызывающих, говорится в Техническом документе Т-134 «Температурная сегрегация как причина разрушения асфальтового покрытия», авторами которого являются Дж. Дон Брак, Г.Джейкоб (J. Don Brock, Herb Jakob). Кратко рассмотрим этот документ: «С недавнего времени работники Astec lпdustгies начали использовать высокоточную инфракрасную камеру, чтобы оценить возможность ее применения с целью обнаружения сегрегации компонентов. 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 по Цельсию имела место в смесях, которые при температуре в 143 градуса перевозились всего на км. Температура некоторых участков снизилась до 99 градусов Цельсия. Стив Рид, студент последнего курса Университета Вашингтона, первым обнаружил данный феномен летом 1996 года, когда проводил исследование проблемы сегрегации при укладке асфальтобетона в рамках своей дипломной работы. Дипломная работа под названием «Повреждения асфальтового покрытия вследствие разницы температур при укладке» была подготовлена под руководством его консультанта, доктора Джо Мэгони и по согласованию с Департаментом транспорта штата Вашингтон. Департамент транспорта поручил Риду изучить явление, которое было известно под названием повреждения при перевозке, точечной сегрегации, сегрегации в конце порции и, в последнее время, циклической сегрегации. Целью данного исследования было определение причины и потенциального решения проблемы циклической сегрегации асфальтовых покрытий штата Вашингтон. В своей работе Рид утверждает: «Когда данное явление влияет на работы по восстановлению покрытия, ожидаемый срок службы верхнего слоя может быть уменьшен примерно вполовину от срока в лет, который обычно

13 ожидает Департамент транспорта штата Вашингтон. Не было никакой возможности предугадать, какие проекты пострадают от циклической сегрегации, и проблема признавалась особенно сложной из-за того, что она могла не проявлять себя в ходе строительства, но обнаружиться в течение двух лет после его окончания». В главе 4 своей работы Рид пишет: «В то время как подход к данному исследованию был направлен на то, что считалось проблемой с сегрегированной смесью, по мере накопления данных стало очевидно, что наблюдаемое явление не было фракционной сегрегацией. Проблема, которая была названа «циклической сегрегацией», оказалась связанной с разницей температур внутри массы асфальтобетона в самосвалах, которая возникала при перевозке смеси от завода до места укладки. Данное явление было соответственно названо «повреждение вследствие разницы температур». Подобный термин кажется уместным, поскольку механизм, который вызывает эту проблему, связан с разницей температур в асфальтобетонной смеси перед укладкой. Другие проблемы (например, вынос части минерального заполнителя, низкое уплотнение, расслоение, и т. д.) являются просто симптомами повреждения, которое уже произошло в смеси в ходе строительства. Процесс возникновения повреждения вследствие 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. 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 асфальта, циклическая

14 природа данного явления становится очевидной». Хотя Рид не пользовался инфракрасной камерой, но он точно определил проблему и её причину. Видеосъёмка и снимки отдельных участков автодорог инфракрасной камерой, а также компьютерная программа, с помощью которой можно строить профиль выявили, что имели место значительные разницы температур». В рассматриваемом документе описан процесс исследования температурной сегрегации с помощью инфракрасных камер на различных объектах строительства в США. Центр NCAT исследовал сегрегацию на 19 объектах, расположенных в штате Джорджия и имеющих дефекты в виде пористой структуры, низкой плотности, участки подверженные расслоению, растрескиванию и повреждениям от влаги. Далее приведём некоторые полученные выводы: «Как видно из результатов, на плотность и содержание воздушных пустот в значительной мере влияет пониженная температура в остывших асфальтобетонных смесях». «Независимо от источников сегрегации, она всегда особо проявлялась в конце партии материала. Если бы было возможным решить этот вопрос, проблема сегрегации потеряла бы свою первостепенность». «Во многих случаях сегрегацию трудно заметить при укладке. При обнаружении сегрегации, ее не всегда просто устранить». «Участки с сегрегацией обычно на 8-15% более закрупненны по ситу No8, чем без сегрегации. Воздушных полостей, обычно, на 3-5% больше и содержание битума ниже на 1 2%». Описывая ход исследования, авторы документа приходят к выводу, что основное разрушающее влияние на асфальтобетонное покрытие температурной сегрегации заключается в следующем механизме. Наличие мест покрытия с пониженной температурой при укладке приведет к

15 неравномерной плотности устроенного конструктива, что вызовет возникновение воздушных пустот и неровности поверхности. Во-вторых, высокое содержание воздушных пустот в этих областях позволит воде проникать внутрь асфальтобетона, вследствие чего вода зимой будет замерзать и разрушать полотно. Важно отметить, что описанное явление будет оказывать такое же действие, как фракционная сегрегации. Однако, в данном случае вместо разделения частиц источником является температурная сегрегация. При исследовании этих явлений и понимании причин становится очевидно, что при укладке асфальтобетона подрядчик не может контролировать многие из причин неравномерного остывания смеси без применения соответствующих машин (перегружателей асфальтобетонной смеси). Подводя итоги, авторы документа делают следующее заключение. С использованием инфракрасной камеры стало ясно, что разница температур в асфальтобетонной смеси, выгружаемой из самосвала, значительно больше, чем считалось ранее. Хотя и скрытое, это явление оставалось серьёзной проблемой в течение многих лет. При изучении инфракрасных снимков, становится ясно, что достаточно распространённые, беспорядочные изменения плотности вызваны скоплением в покрытии остывшего материала. Также очевиден тот факт, что наличие областей остывшего материала влечёт за собой повреждение дорожного покрытия и образованию дефектов. По мере того, как асфальтобетонные смеси становятся жёстче как, например, смеси Superpave и ЩМА, 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 укладчика недостаточно для полного устранения данного явления. Однако, для производства ровного покрытия с расчетным сроком службы, необходимо применение перегружателей асфальтобетонной

16 смеси для повторного её перемешивания непосредственно перед укладкой. С помощью повторного перемешивания 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». 3. Отечественный опыт изучения сегрегации. В нашей стране вопросами сегрегации асфальтобетона тоже уделяется большое значение. Еще в 2002 году при укладке верхнего слоя покрытия на автомобильной дороге «Скандинавия» А-181 на км 47 км 51 был проведен комплекс работ, связанный с оценкой влияния фракционной и температурной сегрегации на качество и долговечность покрытия. Впервые на данном объекте было проведено исследование температуры устроенного слоя с применением специальных видеокамер. Рисунок 13. Фиксирование температуры асфальтобетонного покрытия при помощи специальной видеокамеры

17 Работы по изучению сегрегации асфальтобетона продолжались. Так в 2013 году на автомобильной дороге А-141 Брянск-Смоленск до границы с Республикой Беларусь (через Рудню, на Витебск). Обход г. Брянска км км , км км в Брянской области был проведен аналогичный комплекс работ уже с применением современных приборов и оборудования (тепловизоры, инфракрасные пирометры). Рисунок 14. Фиксирование температуры асфальтобетона в кузове самосвала при помощи тепловизоров Был проведен анализ применения в составе отряда машин перегружателя асфальтобетонной смеси. Основным выводом данной работы является то, что устранение температурной неоднородности достигается при применении в отряде машин перегружателей асфальтобетонной смеси.

18 Рисунок 15. Измерения температуры асфальтобетонной смеси тепловизиром на поверхности в различных точках уложенного слоя покрытия после применения в составе машин перегружателя асфальтобетонной смеси Рисунок 16. Измерения температуры асфальтобетонной смеси тепловизиром на поверхности в различных точках уложенного слоя покрытия после применения в составе машин перегружателя асфальтобетонной смеси Технология применения перегружателей асфальтобетонной смеси прекрасно показала свою эффективность за рубежом, а также на территории Российской Федерации и рекомендована к применению на автомобильных дорогах федерального значения техническими экспертами ФДА Росавтодор и ГК «Автодор». Первым и одним из главных достоинств этой технологии является то, что перед укладкой в асфальтобетонной смеси устраняется разделение

19 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. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате действия множества факторов, при укладке асфальтобетонных слоёв дорожной одежды может возникать температурная и фракционная сегрегация. Независимо от вида, сегрегация неизбежно проявляется в дефектах дорожного покрытия и, как следствие, в снижении эксплуатационных характеристик и срока службы всей дорожной конструкции. В качестве одной из мер по предупреждению появления сегрегации в асфальтобетонных смесях является тщательный подбор их состава на этапе проектирования. На сегодняшний день, наиболее эффективным средством устранения сегрегации в асфальтобетонных смесях в процессе их укладки является применение перегружателей. На территории Российской Федерации так же, как и в других странах, проводились научно-исследовательские работы по изучению сегрегации в асфальтобетонных смесях. Разработаны и внедряются методы по её предупреждению и устранению.

20 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. QIP 110 «Сегрегация. Причины и средства устранения» 2. Технический документ Т-134 «Температурная сегрегация как причина разрушения асфальтового покрытия» 3. Технический документ Т-117 «Сегрегация. Причины и средства устранения»

docplayer.ru

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».

www.gruzovikpress.ru

ОДМ 218.5.002-2009 «Методические рекомендации по устройству асфальтобетонных слоев с применением перегружателей смеси»

Распоряжение
Федерального дорожного агентства

от 28 июля 2009 г. № 271-р

«Об издании и применении ОДМ 218.5.002-2009 «Методические
рекомендации по устройству асфальтобетонных слоев с применением перегружателей
смеси»

В целях реализации в дорожном хозяйстве
основных положений Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О
техническом регулировании» и обеспечения дорожных организаций
методическими рекомендациями по устройству асфальтобетонных слоев с применением
перегружателей смеси:

1. Структурным подразделениям центрального аппарата
Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям
автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по строительству
автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления
дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации рекомендовать к применению с
06.08.2009 ОДМ 218.5.002-2009 «Методические рекомендации по устройству
асфальтобетонных слоев с применением перегружателей смеси» (далее — ОДМ
218.5.002-2009).

2. Управлению
научно-технических исследований, информационного обеспечения и ценообразования
(В.А. Попов) с участием ФГУП «Информавтодор» (Д.Г. Мепуришвили) в
установленном порядке обеспечить издание вышеупомянутых ОДМ 218.5.002-2009 и
направить их в подразделения и организации, упомянутые в п. 1 настоящего
распоряжения.

3. Контроль за
исполнением настоящего распоряжения возложить на заместителя руководителя Н.В.
Быстрова.


Руководитель

A.M. Чабунин

 



ОДМ 218.5.002-2009

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

«МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ
АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СЛОЕВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРЕГРУЖАТЕЛЕЙ СМЕСИ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО

(РОСАВТОДОР)

Москва 2009

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН
Московским автомобильно-дорожным институтом (Государственный технический
университет), Центром метрологии, испытаний и сертификации МАДИ (ГТУ) при
участии АНО «НИИ ТСК».

2. ВНЕСЕН
Управлением научно-технических исследований, информационного обеспечения и
ценообразования Федерального дорожного агентства.

3. ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ на основании распоряжения Федерального дорожного
агентства от 28.07.2009 г. № 271-р.

4. ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

Содержание

Настоящий отраслевой
дорожный методический документ (далее — ОДМ) распространяется на работы по
устройству асфальтобетонных слоев на основе применения перегружателей
асфальтобетонной смеси (на примере машин «Roadtec SB-2500 Shuttle
Buggy») при строительстве, реконструкции и всех видах ремонта
автомобильных дорог и устанавливает порядок и рекомендации к их выполнению.

В соответствии с
данным ОДМ могут использоваться и другие перегружатели асфальтобетонной смеси с
аналогичными техническими возможностями.

В настоящем ОДМ
использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ
9128-97 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
Технические условия

ГОСТ
12801-98 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и
аэродромного строительства. Методы испытаний

В настоящем ОДМ
применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Фракционная сегрегация -
неоднородность зернового состава асфальтобетонной смеси в различных точках ее
объема.

Температурная неоднородность
— неоднородность температуры асфальтобетонной смеси в различных точках ее
объема.

а) Устранение фракционной и температурной сегрегации
достигается путем применения в технологической цепочке укладки асфальтобетонной
смеси дополнительной машины перегружателя асфальтобетонной смеси (далее -
перегружателя), являющейся промежуточным звеном между автомобилем-самосвалом и
асфальтоукладчиком.

б) Технологические особенности
перегружателя:

— непрерывная
перегрузка асфальтобетонной смеси с устранением контакта грузовика и укладчика
при ее выгрузке из кузова автомобиля-самосвала;

— дополнительное
перемешивание асфальтобетонной смеси трехшаговым шнеком;

— обеспечение накопления
асфальтобетонной смеси в бункере перегружателя; кроме того, при наличии
бункера-вставки асфальтоукладчика — до 20 тонн в бункере асфальтоукладчика;

— увеличение скорости
разгрузки автомобилей-самосвалов;

— увеличение скорости
укладки смеси;

— возможность подачи
относительно малого количества асфальтобетонной смеси к рабочим, использующим
ручной инструмент при работе на небольших площадях;

— возможность забора
материала с поверхности;

— использование
асфальтоукладчиков в тоннелях, под мостами, под контактной сетью, и там, где
невозможна разгрузка самосвалов из-за ограничения по высоте;

— возможность
отклонения конвейера от центра в обе стороны.

в) Принципиальная
схема перегружателя приведена в Приложении А.

г) Принципиальная
схема устройства трехшагового шнека приведена в Приложении Б.

Укладка
асфальтобетонной смеси при использовании в составе машин перегружателя
производится в следующем порядке:

а) Оператор
перегружателя подает сигнал на подход автомобиля-самосвала с асфальтобетонной
смесью. Автомобиль-самосвал задним ходом подают к отвальному бункеру
перегружателя до касания колесами упорных валиков.

б) При работе одного перегружателя, смесь из
автомобиля-самосвала выгружают в отвальный бункер перегружателя. В процессе
выгрузки автомобиль-самосвал либо разгружается в неподвижный перегружатель,
если приемный бункер асфальтоукладчика заполнен, либо перемещается вместе с
перегружателем, если одновременно происходит выгрузка смеси из перегружателя в
асфальтоукладчик.

в) При работе двумя
перегружателями, один из перегружателей разгружается в приемный бункер
асфальтоукладчика, в то время как второй находится под загрузкой, и
автомобили-самосвалы разгружаются в него без движения. В результате работы
двумя перегружателями достигается сокращение сроков разгрузки и увеличение
скорости укладки смеси. Особенно данный способ эффективен при укладке
асфальтобетонной смеси одним асфальтоукладчиком шириной 9-16 м и более.

г) Смесь из отвального
бункера при помощи расположенных в нем вибраторов, поступает на сходящийся
трехшаговый шнек, который, перемешивая асфальтобетонную смесь, перемещает
материал прямо по заднему конвейеру в промежуточный бункер; затем смесь с
помощью двух трехшаговых шнеков, находящихся в нижней части промежуточного
бункера, перемешивается и подается на задний конвейер, тем самым устраняя
фракционную сегрегацию и температурную неоднородность.

д) Асфальтобетонная
смесь с заднего конвейера поступает непосредственно в приемный бункер
асфальтоукладчика, оснащенный специальным устройством (вставкой) для массовой
подачи материала прямо на пластинчатый конвейер укладчика.

План потока при
устройстве асфальтобетонных слоев на основе применения двух перегружателей
приведен в Приложении
В.

а) Устройство
асфальтобетонного покрытия с применением перегружателей должно производиться в
соответствии с [1].

б) Основные
геометрические параметры и характеристики уложенного асфальтобетонного слоя
должны соответствовать требованиям [1], в частности:

ширина слоя;

толщина слоя;

ровность;

поперечный уклон;

высотные отметки по
оси;

коэффициент
уплотнения;

коэффициент сцепления
шины автомобиля с покрытием (для верхних слоев).

Примечания:

1
Температура асфальтобетонной смеси при укладке в покрытие должна быть не ниже
120°С. Допускается ее снижение на 20°С при условии использования ПАВ или
активированных минеральных порошков.

2
Коэффициент уплотнения через 1-3 суток после укатки должен быть не ниже:

-
0,99 для плотного асфальтобетона из горячих смесей типов А и Б;

— 0,98 для плотного асфальтобетона
из горячих смесей типов В, Г и Д, пористого и высокопористого асфальтобетона;

3 Верхний слой асфальтобетонного покрытия должен
иметь ровную однородную шероховатую поверхность без разрывов и раковин, с
ровными кромками. Дефектные места не допускаются.

в) Операционный
контроль качества представлен в таблице 1.

г) Отбор проб
осуществляют согласно ГОСТ
12801.

д) Физико-механические
показатели материала устроенного асфальтобетонного слоя должны соответствовать
требованиям ГОСТ
9128.

Таблица
1



















1

Основные операции, подлежащие контролю

Проверка основания перед укладкой асфальтобетонной смеси. Разбивочные работы

Устройство слоя покрытия

Уплотнение асфальтобетонной смеси

2

Состав контроля

1. Чистота снования.

1. Температура смеси при укладке.

1. Степень уплотнения смеси.

2. Ширина основания.

2. Ровность слоя.

2. Поперечный уклон верхнего слоя покрытия.

3. Толщина, уложенного слоя покрытия.

3. Ровность верхнего слоя покрытия.

3. Высотные отметки основания

4. Соблюдение поперечного уклона и ширины.

4. Высотные отметки

3

Метод и средства контроля

Визуальный, инструментальный

Инструментальный визуальный

Инструментальный лабораторный.

1. Термометр.

1. Визуально.

2. 3-м рейка, клин

1. Контрольный проход тяжелого катка, вырубка образцов.

2. Мерная лента, стальная рулетка

3. Мерник толщины

2, 3. 3-м. рейка.

3. Нивелир, копирная струна.

4. Визуально

4. Нивелир, мерная лента, стальная рулетка

4

Режим и объем контроля

1.
Вся захватка. В начале смены.

1. В каждом автомобиле-самосвале.

1. Пробы (не менее трех на 7000 м2).

2. Не реже чем через 100 м.

2. Не реже чем через 100 м.

3. Не реже чем через 100 м.

2, 3. После двух- трех проходов катка.

3. Не реже чем через 100 м.

4. Не реже чем через 100 м.

4. По окончании уплотнения.

5

Лицо, контролирующее операцию

Мастер

Мастер

Мастер, лаборант, геодезист

6

Лицо, ответственное за организацию и осуществление контроля

Прораб

Прораб

Прораб

7

Привлекаемые для контроля подразделения

Лаборатория Геодезическая служба

8

Где регистрируются результаты
контроля

Общий журнал работ

Общий журнал работ

работ, журнал лабораторных работ, журнал нивелировки

[1] СНиП 3.06.03-85 Автомобильные дороги

 


Ключевые слова: устройство
асфальтобетонных слоев, перегружатель асфальтобетонной смеси, основные
технологические операции, контроль качества

 

 

 

files.stroyinf.ru

Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий. Методические рекомендации

Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий. Методические рекомендации

ly:»Times New Roman»‘>Еще
одной возможной причиной миграции битума является состояние существующего
покрытия, на которое укладывается слой смеси. Если покрытие содержит избыточное
количество битума или мастики, используемой для заполнения трещин и стыков, то
часть этих материалов может впоследствии мигрировать на поверхность покрытия.
Кроме того, если поверхность основания подгрунтована избыточным количеством
вяжущего, то оно также может мигрировать. Предупреждение дефекта. В асфальтобетонной смеси может
содержаться значительное количество влаги, что впоследствии может обусловить
появление «жирных» пятен на поверхности уложенного слоя или миграцию битума в
жаркую погоду под воздействием движущегося транспорта. Поэтому важно применять
для изготовления смеси только сухой заполнитель, обеспечивая приготовление
смеси с содержанием влаги, не превышающим 0,5 %. Особо тщательно следует
просушивать заполнитель, имеющий высокую влагопоглощающую способность. Причины
миграции избыточного битума на поверхность покрытия можно предотвратить
снижением содержания битума, учетом такой характеристики смеси, как остаточная
пористость асфальтобетона. Однако миграцию, усложненную эффектом образования
продольной полосы, можно устранить, только полностью изменив состав смеси,
уделяя при этом особое внимание величине остаточной пористости асфальтобетона.

Описание. В процессе предварительного и промежуточного этапов
уплотнения асфальтобетонного слоя катками любого типа на поверхности слоя
остаются продольные следы. Когда смесь остынет до температуры 60…70°С, такие
следы обычно удается устранить на заключительном этапе укатки. Следы от катков
представляют собой продольные отпечатки, не устраненные на заключительной
стадии укатки.

Следы
от катка возникают и в тех случаях, когда каток оставляют на свежеуплотненном
покрытии или когда каток вибрационного действия работает в режиме вибрации не
перемещаясь. Катки на пневматических шинах (при использовании их для начальной
стадии укатки) могут оставлять заметные продольные следы, которые остаются на
покрытии и после заключительного этапа укатки. Эффект «стиральной доски»
возникает на покрытии в том случае, когда каток вибрационного действия работает
с нерациональной амплитудой или частотой колебаний.

Причины дефекта. Следы от катков на покрытии являются признаком
недостаточного количества проходов при укатке. Если операцию уплотнения
прекращают прежде, чем будет достигнута требуемая плотность, или смесь остынет
до того, как закончена укатка, то на поверхности покрытия останутся продольные
следы.

Следы
от катков могут также быть следствием применения пластичной смеси. Машинист
катка обычно не в состоянии устранить следы, появившиеся на пластичной смеси.
Пластичная смесь деформируется под воздействием массы катка до тех пор, пока ее
температура не снизится до критического уровня, при котором соответственно
повысятся вязкость битума и жесткость смеси. Однако снижение температуры смеси
может не позволить достичь при укатке требуемой плотности асфальтобетонного
покрытия, так как еще до окончания укатки смесь потеряет свою
удобоуплотняемость. По этой причине следы от катков, производивших укатку на
предварительном и промежуточном этапах, не всегда возможно устранить на
заключительном этапе. Свойства битума, заполнителя и смеси в целом,
определяющие пластичность смесей, являются факторами, не позволяющими в ряде
случаев устранить следы от катков на заключительной стадии укатки.

Предупреждение дефекта. Если причиной следов катков на
поверхности слоя является недостаточная укатка, то для правильного уплотнения
смеси необходимо выполнить большее количество проходов на всех этапах уплотнения:
предварительном, промежуточном и заключительном. Устранение следов от катков,
обусловленных состоянием смеси, связано с корректировкой состава смеси и
обеспечением стабильности режима ее приготовления. Качество и содержание битума
в смеси, свойства заполнителя и температура смеси имеют определяющее влияние на
удобоуплотняемость и стабильность свойств смеси в процессе укатки. Как правило,
бывает невозможно удалить следы от катков при укатке пластичных смесей до тех
пор, пока температура не понизится до 60…70°С.

Иногда,
в зависимости от погодных условий и свойств смеси, возможно удалить следы от
катков, применив каток на пневматических шинах. Если температура поверхности
смеси выше 60…70°С, то несколько проходов катка на пневматических шинах позволят
выровнять поверхность.

Во
избежание покрытия с внешним видом «стиральной доски» следует назначать
рациональные параметры режима работы виброкатка. Такой дефект невозможно
устранить в процессе укатки.

Описание. Сегрегация представляет собой разделение крупных и мелких
зерен заполнителя смеси и может происходить на разных этапах приготовления,
транспортировки и укладки смеси. Сегрегация может наблюдаться: в процессе
перегрузки смеси из асфальтобетонной установки в накопительный бункер; при
загрузке самосвала из бункера; при выгрузке смеси в приемный бункер
асфальтоукладчика. Сегрегировавшая смесь видна в слое и обычно представляет
собой одну из трех форм: во-первых, это могут быть участки слоя с крупными
зернами заполнителя, встречающиеся в произвольном порядке как в продольном, так
и в поперечном направлениях укладки; во-вторых, это могут быть продольные
полосы с одной стороны асфальтоукладчика; в-третьих, это поперечные участки.

Причины возникновения дефекта. Сегрегация смеси может быть
вызвана отклонениями от технологического регламента выполнения отдельных
операций по ее приготовлению, начиная от хранения заполнителя на открытых
складах.

Смеси
имеют большую или меньшую склонность к сегрегации. Крупнозернистые
асфальтобетонные смеси с низким содержанием битума и прерывистым зерновым
составом имеют большую склонность к сегрегации, чем мелкозернистые смеси с
непрерывным зерновым составом и оптимальным содержанием битума.

Сегрегация,
встречающаяся с одной стороны покрытия, возникает в тех случаях, когда смесь
неправильно загружается в самосвал из асфальтосмесительной установки. При этом
крупные частицы скатываются преимущественно к одному борту. Когда такая смесь
попадает в асфальтоукладчик, то он так сформирует слой, что сегрегировавшая смесь
будет располагаться с одной стороны, образуя продольную полосу по краю
покрытия.

Сегрегация
смеси зачастую обусловлена неправильной загрузкой смеси в накопительный бункер.
Так как смесь загружается в бункер с помощью конвейера, то она сбрасывается в бункер
у одного края. Поэтому крупные частицы заполнителя отделяются и скатываются в
одну сторону. Когда самосвал загружается из такого бункера, крупные частицы
заполнителя оказываются в кузове с одной стороны. Затем такая смесь попадает в
асфальтоукладчик, который укладывает слой с дефектным краем. Кроме того, если
самосвал будет загружаться из бункера не по центру кузова, произойдет
скатывание крупных частиц к одному борту с последующим продольным дефектом с
одной стороны уложенного и уплотненного покрытия.

Сегрегация,
связанная с окончанием укладки смеси, доставленной одним самосвалом, и началом
укладки смеси, доставленной следующим самосвалом, может быть обусловлена
несколькими причинами. Наиболее часто это бывает по причине неправильной
загрузки самосвалов из накопительного бункера. Если смесь загружают в самосвал
одной порцией, то крупные частицы будут отделяться от смеси и скатываться в
переднюю часть кузова и в сторону заднего борта. Сегрегация будет усилена, если
оператор, желающий загрузить самосвал до его полной грузоподъемности, будет в
конце загрузки досыпать смесь мелкими порциями.

Предупреждение дефекта. Меры выбирают исходя из причины,
обусловившей сегрегацию. Для произвольно расположенных участков сегрегировавшей
смеси следует в первую очередь проверить порядок хранения заполнителя на
асфальтобетонном заводе и правильность операций загрузки заполнителя в холодные
бункеры агрегата питания с помощью фронтального погрузчика. Кроме того, следует
проверить выполнение операций по всем технологическим операциям, в ходе которых
может происходить сегрегация смеси. Сверху накопительного бункера должно быть
установлено устройство, обеспечивающее загрузку смеси непосредственно в его
середину (например, промежуточный бункер).

В
случае продольной сегрегации (от одной стороны полосы к другой) следует
проконтролировать процесс загрузки самосвала из асфальтосмесительной установки
периодического действия или из накопительного бункера для того, чтобы
убедиться, что смесь всегда загружается по центру кузова самосвала. Когда смесь
приготавливают в асфальтосмесительной установке барабанного типа, а в
укладываемом слое появляется продольная сегрегация смеси, то следует произвести
загрузку нескольких самосвалов при их установке под загрузку в противоположном
направлении по сравнению с обычной схемой загрузки. При укладке смеси,
доставленной этими самосвалами, сегрегация может появиться с другой стороны
укладываемой полосы. Если это произойдет (а это весьма вероятно), то устранение
этого дефекта смеси будет заключаться в переоборудовании загрузочного бункера
таким образом, чтобы смесь загружалась конвейером в его середину, а не в одну
из сторон. Поток смеси должен направляться в центр бункера для того, чтобы
крупные частицы наполнителя не отбрасывались в какую-то одну сторону. Для этого
придется усовершенствовать оборудование, расположенное сверху бункера.

Сегрегацию,
обусловленную окончанием укладки смеси, доставленной одним самосвалом, и
началом укладки смеси, доставленной следующим самосвалом, можно устранить
посредством загрузки самосвалов несколькими порциями для уменьшения расстояния,
на которое могут перекатываться зерна смеси. Для загрузки самосвала со
сдвоенным ведущим мостом необходимы три порции смеси: первую укладывают в
переднюю часть кузова, вторую — в конец кузова, а третью — в середину.

Необходимо
исключить догрузку мелкими порциями смеси до полной грузоподъемности самосвала.
Каждый раз, когда створки бункера открываются и малое количество смеси попадает
в кузов, крупные частицы отделяются от основной массы и скатываются вниз.

Если
при загрузке самосвала происходит сегрегация и крупные частицы заполнителя
скапливаются в передней части кузова или у заднего борта, то сегрегацию смеси в
асфальтобетонном слое можно уменьшить посредством правильной разгрузки
самосвала в приемный бункер асфальтоукладчика. Для этого водитель самосвала
перед разгрузкой должен немного приподнять кузов, не открывая заднего борта,
для того чтобы смесь соскользнула к заднему борту. В результате этого
отделившиеся зерна будут покрыты сверху однородной массой смеси и, когда задний
борт будет открыт, в приемный бункер будет подаваться непрерывным потоком
достаточно однородная масса, а не ее головная сегрегировавшая часть.

Уменьшение
сегрегации смеси в покрытии возможно улучшением работы асфальтоукладчика. Если
бункер асфальтоукладчика опустошается так, что становятся видны на дне
пластинчатые конвейеры, или если машинист асфальтоукладчика будет закрывать
боковые стенки приемного бункера после укладки смеси, доставленной каждым
самосвалом, то на дне бункера произойдет скопление крупных зерен заполнителя,
которые по конвейеру попадут в пустую шнековую камеру. В результате, как только
асфальтоукладчик начнет движение вперед, в слое появится поперечный участок
сегрегировавшей смеси. Такого характера сегрегация смеси происходит не в конце
укладки смеси, доставленной предыдущим самосвалом, а в начале укладки смеси,
доставленной последующим самосвалом.

Сегрегацию
можно уменьшить, поддерживая приемный бункер укладчика частично заполненным в
период смены самосвалов. Масса смеси, загружаемая следующим самосвалом,
смешивается в этом случае со смесью, оставшейся от предыдущей загрузки. При
этом уменьшается сегрегация смеси, подаваемой к выглаживающей плите
пластинчатыми конвейерами и шнековыми питателями. Величину сегрегации,
обусловленную окончанием укладки смеси, доставленной одним самосвалом, и
началом укладки смеси, доставленной следующим самосвалом, можно существенно
снизить, но нельзя устранить полностью в процессе укладки асфальтобетонного
покрытия. Главное решение по снижению сегрегации, обусловленной окончанием
укладки смеси, доставленной одним самосвалом, и началом укладки смеси,
доставленной следующим самосвалом, состоит в улучшении операции загрузки
самосвалов.

Этот
вид дефекта практически полностью исключае

Общая информация

Документ:
Методические рекомендации
Название:
Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий. Методические рекомендации
Начало действия:
2004-01-01
Дата последнего изменения:
2006-11-09
Вид документа:
Методические рекомендации
Область применения:
Методические рекомендации обобщают отечественную и зарубежную теорию и практику обеспечения качества строительства асфальтобетонных покрытий в соответствии с требованиями нормативных и рекомендательных документов Российской Федерации.
Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников предприятий и организаций дорожного комплекса, а также могут быть использованы в качестве учебного пособия студентами, обучающимися по специальностям 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы» и 170900 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование».
Разработчики документа:
ФГДУП «Омский Союздорнии»(2), СибАДИ(10),

Все страницы Постраничный просмотр:
<< 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 >>

Описание Текст документа

www.complexdoc.ru

Перегружатели асфальтобетонной смеси – Основные средства

Л. Малютин

В течение последних двух десятилетий в развитых странах возобладала концепция непрерывной укладки асфальтобетонного покрытия. Ее основной принцип – асфальтоукладчик не должен останавливаться. Реализация этой идеи в большей степени лежит в организационной, а не технической плоскости. Организуйте постоянный подвоз асфальта, и тогда вам обеспечено качественное покрытие, которое прослужит полтора десятка лет. Но далеко не все так просто.

Когда самосвал подходит к асфальтоукладчику, толчка не избежать, хотя производители предпринимают меры, чтобы максимально его смягчить. При толчке под плитой возникает сдвиг и образуется область с иной, чем у остального покрытия, плотностью, а то и неровность. Впоследствии по границе областей с разной плотностью неизбежно появится поперечная трещина.

Второе явление, на первый взгляд незаметное, но оказывающее ощутимое негативное воздействие, – температурная сегрегация. В конце 1990-х это явление изучили американцы. По пути следования самосвала от асфальтобетонного завода (АБЗ) к месту укладки асфальтобетонная смесь в кузове остывает неравномерно. Причем смесь, контактирующая с бортами, особенно с задним, остывает быстрее, чем сверху и в центре. При выгрузке остывшая масса от заднего борта первой падает в бункер укладчика, и ленточный питатель первой подает ее в шнековую камеру, а затем – основную горячую массу и в конце опять остывшую массу от боковых и переднего бортов самосвала.

Roadtec MTV-1000B

При выгрузке следующего самосвала процесс повторяется. Остывшие «куски» целиком попадают под уплотнительные агрегаты укладчика, которые уже не могут уплотнить их в той же степени, как остальную горячую смесь. На покрытии примерно через равные промежутки образуются холодные «пятна», сохранившие рыхлую структуру, в полости которой проникает вода, и тогда при многократном замерзании-оттаивании покрытие разрушается. Свою лепту в этот процесс вносит и проходящий транспорт. Ожидаемый срок службы покрытия сокращается вдвое в результате его разрушения из-за температурной сегрегации – разницы температур внутри смеси. Бороться с ней можно, применяя изотермические кузова с подогревом, но существует более простое решение вышеописанных проблем: это перегружатели, или, как их еще называют, перегрузчики, загрузчики или питатели.

При разработке перегружателя в начале 1990-х конструкторы задавались прежде всего целью обеспечить высокую производительность укладки, минимизировать остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним самосвала. В промежуточном бункере асфальтоукладчика плюс во вставном бункере большой вместимости создается запас смеси, снижая зависимость укладчика от подвоза материала, что, таким образом, работает на концепцию непрерывной укладки. Кроме того, перегружатель, перемешивая материал в бункере, выравнивает его температуру и состав по всему объему, ликвидируя температурную и фракционную сегрегацию.

Vоgele MT 1000-1

Сравнительно недавно эти машины появились и на российских дорогах. Их поставляют компании Dynapac, Roadtec, Terex-Cedarapids и Vоgele.

В модельном ряду перегружателей американской компании Roadtec три модели на колесном шасси: «старшая» SB-2500C, меньшая по массе и размерам MTV-1500C (Material Transfer Vehicle) и «легкая» модель MTV-1000B. На них устанавливают дизели John Deer и гидрообъемный привод всех четырех колес, «обутых» в 25-дюймовые шины. У трансмиссии два скоростных диапазона – рабочий с максимальной скоростью 4…5 км/ч и транспортный, до 15 км/ч.

Самосвал, подойдя к SB-2500C (Shuttle Buggy), выгружает смесь в приемный бункер, откуда шнеком она подается к пластинам конвейера. Поддерживать движение материала помогает вибромеханизм на дне бункера. По конвейеру, который благодаря высокой производительности 907 т/ч позволяет быстро освободить самосвал, материал направляется в промежуточный бункер вместимостью 22,7 т. Пространство между конвейером и бункером плотно закрыто резиновым кожухом, чтобы смесь не контактировала с атмосферой. В бункере ее перемешивает шнек с трехшаговыми витками, сужающимися к бортам бункера.

Terex-Cedarapids MS-4

Материал интенсивно поступает с боков к центру бункера, и таким образом поддерживается его постоянное движение по всей массе, перемешивание, выравнивание температуры и состава. Далее промежуточным и разгрузочным конвейерами смесь подается в бункер асфальтоукладчика. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны – перегружатель может двигаться по соседней полосе. Пропускная способность этих конвейеров 544 т/ч определяет общую производительность перегружателя.

Рабочее место оператора – сверху над задними колесами, куда он поднимается по лестнице, – оснащено двумя креслами по обеим сторонам и поворотным пультом управления. Для защиты от солнца и непогоды натягивают тент.

MTV-1500C полностью повторяет конструкцию SB-2500C и отличается от нее уменьшенными габаритами и массой. Промежуточный бункер вместимостью 13,6 т также снабжен шнеком с витками переменного шага.

Конструкция «младшей» модели MTV-1000B попроще. Как и на «старших» моделях, материал подается из самосвала в приемный бункер, так же поднимается конвейером, но попадает сразу в приемный лоток разгрузочного конвейера. Материал перемешивается только в приемном бункере. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны. Рабочее место оператора расположено над приемным бункером. Модификация MTV-1000C отличается более длинным разгрузочным конвейером, поворачивающимся на 35° в обе стороны.

Приемный бункер Vоgele MT 1000-1

Вместо загрузочного бункера на перегружатели Roadtec могут установить подборщик асфальта из валка.

Конструкторы Terex-Cedarapids при разработке перегружателя MS-4 обратили особое внимание на предотвращение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси. Они стремились к тому, чтобы смесь проходила как можно более короткий путь на всех этапах перегрузки и двигалась плотной массой. Их машина легка, очень компактна и производительна.

Материал из самосвала выгружают в бункер вместимостью 3,4 м3. Для удобства выгрузки и снижения высоты падения смеси бункер поднимается гидравликой. В бункере массу смеси полностью перемешивает шнек большого диаметра – 991 мм. Далее коротким и широким скребковым конвейером, на котором смесь не успевает остыть, материал подается в бункер укладчика. Конвейер реверсивный, что удобно для его очистки, а кроме того, при обратном ходе он может дополнительно перемешивать смесь. Небольшие длина и вылет стрелы конвейера за заднюю ось перегружателя обеспечивают минимальную высоту падения смеси, а значит, смесь не успевает расслоиться, когда более крупные частицы вытесняются к краям образующегося конуса, т. е. подвергнуться фракционной сегрегации.

Газовые горелки на транспортере Vоgele MT 1000-1

Полностью это условие перегружатель выполняет, конечно, в паре со вставным бункером укладчика, в котором поддерживается высокий уровень смеси. За загрузкой вставного бункера следит автоматическая система с ультразвуковым датчиком, установленная на перегружателе. Подача материала регулируется за счет изменения скорости движения конвейерной ленты, а также сечения выходного окна бункера.

Компания предлагает бункера вместимостью 20 т для укладчиков Cedarapids серии 400 и вместимостью 24,5 т для укладчиков серии 500. Разработать и сварить аналогичный бункер для любой модели укладчика вполне по силам отечественным машиностроительным или ремонтным предприятиям.

Можно отметить, что конструкторы, стремясь уменьшить размеры, массу и энерговооруженность перегружателя, сохранили связь между самосвалом и укладчиком. Перегружатель – не самоходный, его толкает перед собой укладчик. Двигатель John Deer мощностью 83 кВт, помещенный на высокую надстройку, приводит рабочую гидравлику. Специальная патентованная система амортизации защищает укладчик от толчков, тем не менее нельзя утверждать, что воздействие на него самосвала полностью исключено. Не предусмотрено и рабочее место оператора. Перегружатель оборудован с обеих сторон пультами управления, и оператор управляет машиной, идя рядом. Над пультами управления находятся светофоры, которыми оператор сигнализирует водителю самосвала об опорожнении кузова.

Рабочее место Vоgele MT 1000-1

Исключен контакт между укладчиком и гусеничным перегружателем Vоgele МТ 1000-1. Поддерживать дистанцию помогает датчик скорости в задней части перегружателя, контактирующий со специальной планкой на вставном бункере укладчика. При соприкосновении датчик срабатывает, и перегружатель автоматически ускоряется, а при потере контакта, наоборот, притормаживает. Ультразвуковой сенсор на стреле конвейера отключает подачу смеси при наполнении вставного бункера. Бункера вместимостью 20…24 т компания изготавливает под заказ для любой модели своих укладчиков. Отечественные дорожные организации практикуют их изготовление своими силами.

Рабочее место оператора оборудовано двумя дублирующими друг друга пультами управления: за одним он работает стоя лицом к укладчику, за вторым – сидя в кресле, вынесенном за габарит площадки перегружателя. От солнца и непогоды оператора защищает тент.

В приемном бункере два симметрично расположенных шнека диаметром 240 мм подают смесь от краев бункера к ленточному транспортеру. Стрела транспортера закрыта сверху крышками, на внутренней стороне которых установлены газовые горелки, подогревающие смесь. Газовые баллоны устанавливают в нишах между бункером и корпусом шасси.

Dynapac MF300C работает в паре с укладчиком «Компактасфальт»

С нижней стороны лента открыта. Конструкторы Vоgele с истинно немецкой страстью к порядку снабдили машину рулоном бумаги, которой накрывают кормовую часть, куда может падать налипшая на ленту смесь.

По окончании смены (или чаще в зависимости от характеристик смеси) кусок грязной бумаги отрывают и вместо него накладывают новый. На площадке предусмотрен запас роликов для транспортера.

Гидравлика шасси и рабочих органов приводится двигателем Deutz мощностью 106 кВт. Электроника управляет независимыми приводами гусеничных лент, траки которых, как на асфальтоукладчике, снабжены резиновыми подушками.

Производительность перегружателя – до 900 т/ч. Она покажется недостаточной, если обратить внимание на максимальную производительность Super 2500, самого мощного укладчика из ряда Vоgele: 1100 т/ч. На самом деле Super 2500 с 16-метровой плитой применялся только раз, на строительстве автобана в Германии. Основная проблема такой широкой укладки – обеспечение достаточным количеством смеси, чтобы укладчик не останавливался. Для меньшей ширины укладки производительности перегружателя более чем достаточно.

Dynapac MF300C

Высокая производительность – то, к чему стремились конструкторы Dynapac. Это особенно касается последней разработки – гусеничного перегружателя MF300C, созданного для работы в паре с укладчиком «Компактасфальт». Оба перегружателя – MF300C и колесный MF250C – спроектированы на базе асфальтоукладчиков. Смесь из самосвала выгружают в приемный бункер с подъемными боковыми стенками, откуда она ленточными питателями, а затем разгрузочным ленточным транспортером подается в бункер укладчика. Высота подачи регулируется гидравликой. Для удобного обзора площадка с рабочими местами перегружателя MF300C установлена на подъемнике ножничного типа.

Возможно исполнение с дополнительным транспортером, смонтированным под прямым углом на оконечности разгрузочного транспортера. С ним перегружатель может двигаться сбоку от укладчика и подавать смесь в верхний бункер «Компактасфальта» одновременно со вторым перегружателем, работающим с нижним бункером.

os1.ru

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 оборудованием, расположенным на асфальтоукладчике. Способ включает первичную механическую обработку смеси шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, и вторичную обработку смеси на вибролотке, установленном после шнеков. В результате активного перемешивания смеси значительно снижается температурная и фракционная сегрегация. Способ реализуется устройством, состоящим из приемного бункера асфальтоукладчика, в котором осуществляется перемешивание смеси шнеками, на винтовой ленте шнека имеются побудители, увеличивающие диаметр шнека на h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax — максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через каждые шага шнека, а сами шнеки установлены так, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседних шнеков. В конце шнеков установлена заслонка, регулирующая подаваемый объем смеси на вибрационный лоток, наклоненный под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя, при этом лоток совершает вертикальные колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой асфальтобетонной смеси. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

 

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)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax — 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 Dш, мм, определяется по формуле

Dш=Dосн+2h,

где Dосн — основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика;

h — высота побудителя, мм.

Межосевое расстояние между шнеками Lо равно основному диаметру шнека Lо=Dосн.

Длина шнека Lш должна быть не менее Lш≥4Dш, длина вибрационного лотка Lвл=(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)dmax.

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.

1. Способ повышения однородности асфальтобетонной смеси, включающий в себя механическую обработку смеси шнеками, отличающийся тем, что первичная механическая обработка производится шнеками, установленными в приемном бункере асфальтоукладчика, вторичная — на вибрационном лотке, с последующим поступлением к распределительным шнекам асфальтоукладчика.

2. Устройство для реализации предлагаемого способа, включающее в себя ходовую часть, приемный бункер, конвейер-питатель, распределительный шнек и раму рабочих органов, отличающееся тем, что в бункере асфальтоукладчика установлены шнеки, вращающиеся в противоположенном направлении (относительно друг друга), параллельно оси движения укладчика, количество которых определяется в зависимости от производительности машины, на витках шнека имеются побудители, увеличивающие диаметр шнека на высоту побудителя h=(2-3)dmax и шириной b=(3-5)dmax (dmax — максимальный размер минерального заполнителя смеси), установленные через каждые 1/4 шага шнека, а сами шнеки установлены так, чтобы при вращении побудители одного шнека заходили в рабочую полость соседних шнеков, при этом полный диаметр шнека Dш, мм, определяется по формуле

Dш=Dосн+2h,

где Dосн — основной диаметр шнека, мм, определяемый в зависимости от требуемой производительности асфальтоукладчика; h — высота побудителя перемешиваний, мм, межосевое расстояние шнеков Lo равно основному диаметру шнека Lo=Dосн, длина шнека должна быть не менее Lш=4Dш, длина вибрационного лотка Lвл=(0,6-0,7)L, где L — общая длина питателя, зазор между шнеком и днищем составляет m=(0,3-0,4)dmax, в конце шнеков установлена заслонка, регулирующая подаваемый объем смеси на вибрационный лоток, наклоненный вниз в направлении рамы рабочих органов под углом α=5-14° к поверхности укладываемого слоя (в зависимости от требуемой производительности укладчика и типа смеси), по которому асфальтобетонная смесь подается к распределительному шнеку, при этом лоток совершает колебания с частотой 17-26 Гц и амплитудой 0,8-1,43 мм в зависимости от типа укладываемой асфальтобетонной смеси.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вибролоток расположен горизонтально и на нем установлен вибровозбудитель колебаний направленного действия, при этом колебания направлены в сторону, противоположную движению асфальтоукладчика, под углом 70-65° к поверхности укладываемого слоя, обеспечивающий одновременно обработку смеси и ее перемещение к распределительному шнеку.

www.findpatent.ru