CC BY
105
УДК 621.9
САМОХОДНАЯ МАШИНА ДЛЯ ЯМОЧНОГО РЕМОНТА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ
М.А. Федоренко, доцент, к.т.н., Ю.А. Бондаренко, доцент, к.т.н., Т.М. Федоренко, студент, БГТУ им. Шухова
Аннотация. Рассмотрен вопрос улучшения технологического процесса ямочного ремонта дорожных покрытий. Представлены сведения о разработанной самоходной машине для проведения ремонтных работ.
Ключевые слова: ямочный ремонт, автомобильные дороги, самоходная машина, фреза.
Введение
Автомобильные дороги в результате многих сотен и тысяч нагружений и перегрузок подвержены износу и старению материала покрытия. Эти факты, а также несоблюдение технологии дорожно-строительных операций приводят к разрушению покрытия (выкрашивание, трещины, сколы, выбоины, ямы и т.д.).
Анализ публикаций
Поверхностная обработка и ремонт выполняют ряд важнейших функций в обеспечении транс-портно-эксплуатационных характеристик дорожных покрытий. Исходя из функционального назначения, поверхностная обработка и ремонт дорожных покрытий должны обладать следующими свойствами:
- обеспечить хорошую герметизацию покрытия;
- создать и сохранить в течение всего срока службы шероховатую поверхность и текстуру, обеспечивающие хорошее сцепление колес автомобиля с покрытиями в сухом и мокром состоянии и низкий уровень шума от движения автомобиля;
- создать слой износа, воспринимающий без деформаций и разрушений воздействие транспортных нагрузок и климатических факторов в течение длительного периода эксплуатации;
- не требовать больших затрат на устройство и содержание в процессе эксплуатации [1].
Наиболее распространенные деформации разрушения поверхностного покрытия при достаточно прочной дорожной одежде:
- истирание (износ) всех видов покрытия, усиление и чаще всего неравномерное истирание наблюдается: на участках торможения автомобилей, на спусках, перед кривыми, в населенных пунктах, перед перекрестками и на участках с интенсивном тяжелым движением;
- выкрашивание и шелушение - поверхностное и послойное разрушение покрытия и отслаивание вяжущего от минерального материала, наблюдается на покрытиях, содержащих вяжущее (на це-ментобетонном, асфальтобетонном и подобном им покрытии);
- выбоины - местные разрушения покрытия, имеющие вид углубления с резко очерченными краями. Наблюдаются на всех видах покрытия автодорог [2].
В отдельных случаях для ямочного ремонта используются пневматические отбойные молотки, а при ремонте длинных, узких выбоин и трещин с разрушенными краями самоходные навесные или прицепные фрезы. Отдельные модели холодных фрез оснащаются транспортером. Эффективным оборудованием для смазки ремонтируемых выбоин являются насосы и установки с подачей эмульсии. Для ремонтных целей лучше всего использовать горячую асфальтобетонную смесь. В ряде стран смесь укладывается при температуре не ниже 110°-120 °С, которая доставляется к месту проведения работ в термоконтейнерах. Установка 88625 немецкой фирмы «ТельТомат» выдает асфальтобетонную смесь при температуре 130 °С.
Ремонт при помощи литого асфальта значительно дороже, а укладка должна производиться при 220°-250 °С.
К передовым технологиям относится струйно-инерционная холодная заделка выбоин с помощью битумной эмульсии.
Цель и постановка задачи
В настоящее время для ремонта асфальтобетонных покрытий в основном используются пневматические отбойные молотки и ручные катки, в
результате чего технологический процесс восстановления асфальтобетонного покрытия грубо нарушается, а отсутствие механизации работ приводит к низкой производительности труда. В связи с отсутствием финансирования на приобретение новой техники для ямочного ремонта дорожных покрытий УПРДОРом Белгородской области принято решение разработать самоходную машину для ямочного ремонта дорог, которая должна выполнять все технологические операции необходимые для ликвидации ям, трещин, выбоин и т. д.
Модуль для ямочного ремонта
Ручной способ удаления покрытия не позволяет получить вертикальными края поверхности среза, а ручные катки не обеспечивают достаточной нагрузки на вновь положенный материал. В связи с этим качество поверхности низкое, и покрытие требует частого периодического восстановления. С целью механизации процесса ремонта покрытия на кафедре дорожно-строительных машин по заданию УПРДОРа разработана самоходная машина для ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий на базе трактора МТЗ-80.
Конструкция ее включает в себя редуктор, в который монтируется в вертикальном положении дорожная фреза для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий. Демонтаж и замену фрезы выполняет один человек за 5 минут. С помощью гидропривода редуктор с фрезой перемещается в вертикальном направлении, а при помощи штурвала перемещается влево и вправо относительно продольной оси трактора. Привод фрезы осуществляется через редуктор от вала отбора мощности. Такая конструкция может обрабатывать полосу покрытия шириной 240 мм и глубиной 60 мм за один проход. На фрезе в зависимости от её диаметра могут быть установлены от 10 до 26 резцов. Срок службы резцов, длительность которого определяется материалом режущей части, достигает 120 часов.
Впереди на тракторе установлен уплотнительный каток, который с помощью гидропривода опускается на поверхность покрытия, передние колёса трактора поднимаются, и он передвигается при помощи ведущих задних колес. В результате происходит уплотнение уложенного слоя катком, нагрузка на который зависит от массы трактора. Разработанная самоходная машина позволяет внедрить следующую технологию восстановления асфальтобетонных покрытий.
Ремонтируемые покрытия фрезеруют на необходимую глубину, получая достаточно измельчённый материал, пригодный для дальнейшей переработки. Для укладки смеси в обработанную площадь к трактору прицеплен бункер для хранения, транспортирования, перемешивания, подогрева и выдачи смеси.
Бункер является прицепным агрегатом, в котором распложен вал с лопастями различной длины, причем бункер сделан с уклоном к середине для сползания смеси. Вал внутри полый, и в него введена газовая горелка и наддув воздуха. Газ, сгорая в полом валу, отдает тепло, которое позволяет поддерживать смесь в горячем состоянии и поддерживать необходимую температуру ее. Для обеспечения горения газа имеется вытяжная труба, а необходимый для горения воздух подводится от компрессора трактора. Баллон с газом находится на тракторе.
Привод вращения осуществляется через зубчатое колесо, расположенное на полом валу, которое соединено с зубчатым колесом опорного колеса, и при движении трактора смесь в бункере постоянно перемешивается. Под бункером имеется раздаточное устройство, через которое выдается необходимое количество смеси в ямку.
В отцепленном состоянии бункер имеет дополнительную опору, а для транспортировки сцеп. После заполнения обработанной поверхности укладываемым составом поверхность разравнивают с добавками, затем обрабатываемую поверхность поливают вяжущим материалом и добавляют резиновую крошку. Далее повторно разравнивают и поливают вяжущим материалом. После производят уплотнение катком, находящимся на тракторе, снова разливают вяжущий материал и равномерно распределяют слой щебня. Операция окончательного уплотнения производится тем же модулем.
Выводы
Анализ результатов оценки состояния дорожного полотна показывает необходимость создания передвижных машин для проведения ямочного ремонта асфальтобетонных покрытий. Применение разработанной самоходной машиной для ямочного ремонта дорожных покрытий позволяет избежать ручного труда, сократить время восстановительных работ и повысит качество покрытия дорожного полотна.
Литература
1. Васильев А.П., Шамбар Пьер. Поверхностная
обработка с синхронным распределением материала. - М.: Трансдорнаука, 1999. -80 с.
2. Ремонт и содержание автомобильных дорог.
Справочник инженера-дорожника / А.П. Васильев, М.Б. Корсунский и др. - М.: Транспорт, 1989. - 287 с.
Рецензент: В.К. Жданюк, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 13 января 2005 г.
