CC BY
23Навесное рабочее оборудование для изготовления водоотводных лотков из асфальтобетона
ы
а
s
«
а б
Шардин Михаил Витальевич
кандидат технических наук, доцент кафедры автомобили и технологические машины (АТМ), Пермский национальный исследовательский политехнический университет, mvshardin@gmail.com
Шардин Виталий Петрович
Кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автомобили и технологические машины (АТМ), Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Дождевая, грунтовая и прочая вода на поверхности асфальтобетонного покрытия может образовывать водяную пленку, значительно снижая коэффициент сцепления колес с покрытием, что зачастую приводит к повышению аварийности дорожного движения. Для исключения аварийных случаев, связанных, в том числе, и с явлением аквапланирования, необходимо не допускать образования сплошной водяной пленки и оперативно удалять воду с поверхности дорожного покрытия, применяя для этих целей прикромочные водоотводные лотки.
Водоотводные лотки могут быть составными из цементобетона, производимыми на заводах железобетонных конструкций, или монолитными, изготовляемыми непосредственно на полотне автодороги. Недостатком составных железобетонных лотков является необходимость их транспортировки, часто на достаточно большие расстояния, к месту установки и весьма трудозатратная установка, а существенным недостатком монолитных цементобетонных лотков, изготовляемым непосредственно на полотне дороги, является их относительно быстрое разрушение как под действием нагрузок, возникающих, например, при выезде на них тяжелого автотранспорта, так и под воздействием атмосферным воздействием, а также и под действием кислых сред, образующихся при химическом соединении продуктов сгорания автомобильного топлива и воды.
В данное статье рассмотрено навесное рабочее оборудование для изготовления водоотводных лотков из асфальтобетона.
оборудование, водоотводные прикромочные водоотводные
Ключевые слова: рабочее лотке из асфальтобетона,
лотки.
Прикромочные водоотводные лотки из асфальтобетона являются более перспективными по сравнению со составными железобетонными лотками. Например, к их положительным сторонам можно отнести несопоставимо меньшие, по сравнению с затратами на изготовление составных цементобетонных лотков, трудозатраты и возможность их изготовления совместно с основным асфальтобетонным покрытием автодороги. Основным недостатком является малое количество средств механизации изготовления лотка. Пример конструкции одного из вариантов прикромочного водоотводного лотка приведен на рис. 1.
Рис.1. Пример конструкции водоотводного лотка из асфальтобетона.
Для механизации работ по уплотнению при-кромочного лотка предлагается применить специальный валец, агрегатированный с дорожным катком, по образующей которого выполнен «треугольной» формы гребень. При взаимодействии гребня с горячей асфальтобетонной смесью формируется уплотненная канавка, форма и размеры которой в точности соответствуют проектным размерам лотка.
Взаимодействие вальца с асфальтобетонной смесью может быть статическим (укатка) и динамическим (виброукатка). При этом результаты работы вальца и в том и другом случаях, примерно, одинаковы, так как процесс уплотнения дорожных материалов сводится к приложению тем или иным способом внешней нагрузки, под
действием которой происходит сближение минеральных частиц, их более компактное расположение, уменьшение объема пор и увеличение плотности асфальтобетона. Высокая плотность материала достигается правильным выбором метода уплотнения и параметров применяемых машин, в том числе и количеством проходов вальца катка по одному следу. Описываемый способ изготовления прикромочного водоотводного лотка предполагает достижение заданной плотности материала лотка за один проход вальца и поэтому в качестве способа уплотнения выбран метод виброуплотнения, реализуемый дорожными виброкатками. Энергоемкость и металлоемкость виброкатков, как правило, меньше, а маневренность больше по сравнению с катками статического действия.
Асфальтобетон, уплотненный виброкатками, при правильном подборе параметров катка и режимов вибрации, имеет большую плотность и механическую прочность а, следовательно, меньшую водопроницаемость, что особенно важно для условий работы водоотводного лотка. Важным является и то, что при виброуплотнении не происходит дробления скелетного материала, что позволяет использовать для изготовления лотков местные, не очень прочные, породы. Исходя из этих положений, предлагается в качестве опытного модернизируемого вальца использовать вибровалец дорожного катка ДУ-10А (ДУ-455А).
Штатный вариант вибровальца имеет диаметр 725 мм, ширину 850 мм. В вибровальце установлен центробежный вибратор с круговыми колебаниями. Частота вибрации 58 Гц, возмущающая сила вибратора 19,6 кН.
Устройство вибровальца показано на рис. 2. Вибровалец состоит из следующих элементов: в сварной цилиндрической обечайке (1) вибровальца установлен одноступенчатый, с внутренним зацеплением, редуктор (2; 4), тормоз и вибровал (10). На ведущем валу редуктора (4) имеется звездочка цепной передачи. Ведущая шестерня выполнена заодно с валом, ведомая шестерня (2) прикреплена болтами к корпусу вальца. Вибровал (10) с дебалансными элементами-эксцентриками, вращаясь с большой угловой частотой, создает возмущающую силу, которая вызывает колебания вибровальца. Чтобы эти колебания не воздействовали на раму катка (11), а следовательно и на конструктивные элементы катка рама крепится к вальцу при помощи резинометаллических амортизаторов (8).
Вибровальцовое устройство (рис. 3; 5) выполнено в виде навесного оборудования к дорожному катку ДУ-84 и соединяется с ним при помощи специальной рамы. Рама является основным базовым элементом, объединяющим в единое целое все элементы вибровальца. Виб-
ровальцовое устройство (рис.6) изготовлено, но «полевые» испытания не проходило по причине экономического краха дорожно-строительной организации, заинтересованной в изготовлении и последующей эксплуатации предлагаемого средства механизации изготовления прикро-мочных лотков.
Рис. 2. Доработанный вибровалец катка ДУ-10А (ДУ-455) с элементом профилирования лотка. 1 - валец; 2 - шестерня; 3 - тормозной барабан; 4 - вал-шестерня; 5 - звездочка;
6 - шкив; 7 - эксцентрик; 8 - резинометаллический амортизатор; 9 - элемент профилирования лотка; 10 - вибро-вал; 11 - рама катка.
Рис. 3. Дорожный каток ДУ-84 с навесным вибровальцовым устройством для
сооружения прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетона.
1 - дорожный каток ДУ-84; 2 - гидроцилиндр подъема/опускания навесного оборудования; 3 - рама навесного оборудования; 4 - ножевой отвал; 5 - вибровалец; 6 - бак для воды.
Рама обеспечивает рабочее (вибровалец в контакте с асфальтобетоном) и транспортное (вибровалец поднят и не находится в контакте с асфальтобетоном) положения. На раме также расположены гидромоторы привода вибровозбудителя профилированного вальца и привода хода вальца. Так как вибровалец является «ве-
0 55 I» £
55 т П Н
и ы
а
дущим», то кроме «тянущего» усилия базовой машины - катка ДУ-84, вибровалец также получает вращение от собственного гидромотора, то этим в значительной степени исключается сдвиг поверхностных слоев асфальтобетона и повышается качество укатки материала лотка.
Рис.4. Основные размеры профилированного вибровальца (а) и ножевого отвала (б).
3
а б
Рис.5 Конструктивная схема навесного вибровальцового устройства к дорожному катку ДУ-84. 1 - присоединительная балка; 2 - противодождевая защита привода; 3 - рама; 4 - ножевой отвал; 5 - балка отвала; 6 - вибровалец; 7 - бак для воды; 8 - гидроцилиндр.
Прикромочный водоотводной лоток из асфальтобетона может формироваться вибросиловым воздействием профилированного вибровальца на слой неуплотненного асфальтобетона (рис. 5, а) или совместным действием ножевого отвала и профилированного вибровальца.
В случае, если водоотводной лоток при вибросиловом воздействии вибровальца будет формироваться некачественно, в первую очередь, с отклонением размеров отформованного лотка от нормативных, то предусматривается вариант конструкции с упреждающим планированием лотка ножевым отвалом (рис. 5, б). Ножевой отвал, пространственно расположенный перед вибровальцом, вырезает в неуплотненном асфальтобетоне профильную канавку, которая затем формируется и уплотняется вибровальцом.
Рис.6. Опытно-промышленный образец навесного вибровальцового рабочего оборудования к дорожному катку ДУ-84. 1- профилированный виборвалец; 2- ножевой отвал; 3- рама оборудования.
Технологически работа по изготовлению лотка заключается в следующем:
- в соответствии с проектом в грунте обочины автодороги выполняется канавка под при-кромочный лоток; - канавка под прикромочный лоток дозированно заполняется горячей
асфальтобетонной смесью. Заполнение канавки смесью может быть выполнено с помощью боковой выгрузки из автосамосвала, снабженного навесным питателем-разгрузчиком или с помощью модернизированного питателя пескоразбрасывателя или другими подобными способами; - зачистка кромки автодороги от засорения частицами асфальтобетонной смеси; -заход на кромку автодороги дорожного катка с навесным оборудование и формование прикро-мочного водоотводного лотка. - контроль качества изготовления прикромочного водоотводного лотка. Применение рассмотренного навесного вибровальцового рабочего оборудования для изготовления прикромочных водоотводных лотков из асфальтобетона позволяет значительно увеличить производительность работ при одновременном повышении качества изготовленного лотка.
Литература
1. Дорожно-строительные машины и комплексы/ В.И. Баловнев и др. - Москва - Омск; изд-во СибАДИ, 2001 - 528 с.
2. Справочник конструктора дорожных машин/ Б.Ф. Богданов; И.П. Бородачев; С.А. Варганов и др. - М.; Машиностроение, 1983 - 504 с.
3. Руководство по эксплуатации ДУ-84.00.000 РЭ катков ДУ-84(85) Акционерное общество РАСКАТ, г. Рыбинск.
4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Д-455А.ТО катка вибрационного ДУ-10А (ДУ-455А). Калининградский завод «Стройдормаш».
Ancillary equipment for the manufacture of gutters, asphalt Shardin M.V., Shardin V.P.
Perm national research polytechnical university Rainwater, groundwater and other water on the surface of the asphalt concrete pavement can form a water film, significantly reducing the coefficient of adhesion of coated wheels, which often leads to an increase in traffic accidents. In order to avoid accidents related, inter alia, to the phenomenon of aquaplaning, it is necessary to prevent the formation of a continuous water film and promptly remove water from the surface of the road surface, using for this purpose the water discharge trays. Drainage trays can be composed of cement concrete produced at plants of reinforced concrete structures, or monolithic, manufactured directly on the roadbed. The disadvantage of composite reinforced concrete trays is the necessity of transporting them, often for quite large distances, to the installation and the installation is quite labor-intensive, and a significant disadvantage of monolithic concrete tray, produced directly on the road, is their relatively rapid breakdown under the action of loads arising, for example, while driving the heavy vehicles and under the influence of atmospheric forcing, but also under the influence of acidic environments, formed by the chemical compound of the combustion products of automotive fuel and water.
This article describes the ancillary equipment for the
manufacture of gutters, the asphalt concrete. Keywords:working equipment, drainage tray of asphalt concrete,
damping trays. References
1. Road-building cars and complexes / V.I. Balovnev, etc. -Moscow - Omsk; publishing house of SIBADI, 2001 - 528 pages.
2. Reference book by the designer of road cars / B.F. Bogdanov;
I.P. Borodachev; S.A. Varganov, etc. - M.; Mechanical engineering, 1983 - 504 pages.
3. Operation manual DU-84.00.000 RE on skating rinks DU-84(85) RASKAT Joint-stock company, Rybinsk.
4. Technical specification and maintenance instruction of D-455A.TO of a skating rink of vibration DU-10A (DU-455A). Kaliningrad plant "Stroydormash".
О R U
£
R
n
