Совершенствование методов нормирования макрошероховатых дорожных по

Оборудование состоит из кузова для щебня объемом 12 м3, теплоизолированной емкости для вяжущего объемом 6000 л, систем нагрева вяжущего до необходимой температуры, распределения вяжущего и щебня в автоматическом режиме, площадки оператора в задней части полуприцепа, компьютера, отвечающего за распределение и циркуляцию вяжущего и стационарного силового агрегата.

Площадка оператора, смонтированная в задней части полуприцепа, расположена над системой распределения вяжущего

ищебня. Система распределения вяжущего обеспечивает ширину розлива до 3,85 м, состоит из гребенки с установленными на ней 40 форсунками. Форсунка обеспечивает розлив вяжущего пло-

ской струей в форме треугольника под давлением 3–4 атм. За емкостью вяжущего установлен кузов для щебня объемом 12 м3, оснащенный системой распределения, состоящей из 14 заслонок

ираспределительного барабана с регулируемым расходом щебня, с точностью 5 %, при ширине распределения до 3,85 м. Управление всем рабочим процессом осуществляется в автоматическом режиме либо в ручном режиме оператором с площадки, расположенной над зоной распределения материалов.

Машина «Чипсилер-26» по своему назначению и принципам функционирования аналогична машине «Чипсилер-40», но имеет меньшие габариты кузова для щебня и объем резервуара для вяжущего. Необходимо отметить важную особенность: форсунки перемещаются по вертикали и горизонтали при настройке на рабочий режим розлива вяжущего [17].

ОАО «Росдортех» (г. Саратов) совместно с фирмой SECMAIR выпускают адаптированную к условиям России машину «Чипси- лер-26» [36, 67, 74]. Оборудование смонтировано на базе отечественного полуприцепа «СЗАП–9905». В качестве седельного тягача используются машины «МАЗ» и «КамАЗ».

Битумощебнераспределитель БР-3500 предназначен для комплексной поверхностной обработки асфальтобетонных покрытий и автомобильных дорог (рис. 1.13). Выполнен на базе трактора Т-150К. Изготавливается на ЗАО «Кирсановский механический завод» (Россия) [88, 135].

21

Рис. 1.13. Битумощебнераспределитель БР-3500

Рис. 1.14. Синхронное распределение вяжущего и щебня

Однако наиболее простой и конкурентоспособной остается технологическая компоновка машин для синхронного распределения вяжущего и щебня, выполненная по схеме из отдельных битумо- и щебнераспределителей (рис. 1.14) или с прицепным распределителем щебня (например, с навесным прице-

пом БЦМ-70) [50].

Ремонтная машина RZS 14000 3,5 м является продукцией компании AkzoNobel (рис. 1.15) [111, 112]. Это комбинирован-

ная машина для частичных ремонтных работ или для поверхностной обработки всего дорожного покрытия. Одним рабочим ходом производится на ширину до 3500 мм точный разлив вя-

22

жущих и автоматическое распределение щебня. На шасси седельного полуприцепа установлена обогреваемая емкость для вяжущего на 12 000 л. С помощью установки приставной части рабочая ширина может быть увеличена до 3500 мм. Система электронного управления регулирует давление вяжущего в разливной балке в зависимости от скорости движения, рассчитывает пройденное расстояние и площадь распределения. При ремонте обрабатываются до 10 000 м2 покрытия в день. При поверхностной обработке всего покрытия – до 35 000 м2.

Рис. 1.15. Ремонтная машина RZS 14000 с тягачом в положении загрузки

Украинские предприятия «КрАЗ» (Кременчуг) и «Дормаш» (Николаев) создали автопоезд-битумощебнераспредели- тель в составе седельного тягача КрАЗ-64431-02 и полуприцепа с оборудованием ДН-008 и ДН-014 (рис. 1.16). Конструкция дорожной машины обеспечивает оптимальный расход вяжущей и минеральной составляющей в зависимости от скорости движения. Прикатка щебня осуществляется обрезиненными подпружиненными вальцами небольшой ширины, повторяющими рельеф автомобильной дороги, а загрузка бункера щебнем производится самосвалами с помощью стационарного транспортера. Управление оборудованием производится оператором дистанционно с пульта управления, установленного на его рабочем месте.

Битумощебнераспределитель XCMG RF100 (Китай) пред-

ставлен на рис. 1.17 [111, 112].

23

Рис. 1.16. Конструкция автопоезда-битумощебнераспеределителя

Рис. 1.17. Битумощебнераспределитель XCMG RF100

Одной из современных моделей битумощебнераспределителей является TBS3500B (Китай), рис. 1.18. Технические характеристики: размер щебня 5–30 мм, ширина распределения 3500 мм, скорость распределения покрытия 60–70 м/мин, дозирование битума 0,5–3,0 кг/м3, Дозирование щебня 2–22,0 м3/1000 м3, объем цистерны под битум 6 м3, емкости под щебень – 10 м3.

24

Рис. 1.18. Битумощебнераспределитель TBS3500B

Щебнераспределитель БЦМ-70 (ЗАО «Бецема»), рис. 1.19, является прицепным распределителем щебня, предназначен для дискретного распределения щебня на дорожное покрытие. Может работать в комплекте с гудронатором и распределять щебень непосредственно после нанесения эмульсии на дорогу.

Рис. 1.19. Щебнераспределитель БЦМ-70

БЦМ-70 предназначен для распределения на автомобильных дорогах дробленого щебня фракций 5–25 мм, а также мелкого гравия, сухого песка, черного щебня, шлака. Является навесным оборудованием к трактору Т-150К (К-700) и агрегатируется с трактором посредством трехточечной навесной системы. Распределение

25

щебня производится прутковым питателем барабанного типа. Равномерная загрузка бункера обеспечивается распределительным шнеком. Технические характеристики: ширина полосы распределения 3,5 м, вместимость бункера 6 м3, габаритные размеры: длина 2420, ширина 3750, высота 1400 мм, масса 2300 кг.

Главное преимущество модели Super Vega (фирма Breining, Германия) заключается в ее простоте. Поток материала подается по каналу, заслонка играет роль буфера, так что равнодействующая давления находится вне зоны потока. Super Vega воплощает в себе принципы работы самотечных дозаторов, как и ее предшественник – Viasealer (рис. 1.20) [111, 112, 135].

Рис. 1.20. Конструкция щебнераспределителя Super Vega

Поток материала подается самотеком по коридору, ширина которого регулируется в зависимости от количества открытых затворов. Максимальная мощность потока достигается при полностью открытом затворе и варьируется в зависимости от величины фракций. Полностью автоматизированная дозировочная рампа позволяет получить заданный объем.

Инновация в модели Super Vega – дозировочный ролик с приводом от электромотора. Ширина распределения 3,20 м, 14 форсунок электропневматического действия. Используется высокоточная система компьютерного контроля Helios 500. Применено равномерное распределение, вне зависимости от загрузки щебня, уклона кузова и скорости.

26

Новые технологии распределения щебня при устройстве макрошероховатых дорожных покрытий применяются в техно-

логии FLEXOGRID (США), рис. 1.21.

Рис. 1.21. Распределение щебня при устройстве покрытия FLEXOGRID

Технология основана на применении эпоксидно-полиурета- нового покрытия и фракционированного щебня (оригинальна и компоновка распределителя щебня) [111, 112].

1.3. Устройство шероховатых противогололедных дорожных покрытий

Современные дорожные покрытия с шероховатой поверхностью характеризуются приданием им новых свойств и выраженных особенностей. Известно, например, противогололедное покрытие «Грикол», которое выделяет частицы реагента, содержащегося в материале покрытия [111].

На данном этапе развития дорожных технологий основным способом повышения коэффициента сцепления оказалось создание шероховатой поверхности дорожных покрытий, обеспечивающей требуемые эксплуатационные свойства автомобильной дороги, в том числе при неблагоприятном состоянии покрытия (мокрое, грязное, покрытое снегом и т.п.) [46–50, 73, 89].

Все больше концепций по проектированию шероховатых поверхностей дорожных покрытий сводится к тому, что поверхност-

27

ный слой является самостоятельным и важнейшим конструктивным элементом автомобильной дороги. Он должен проектироваться с целью повышения уровня безопасности, устойчивости и комфортности дорожного движения, обеспечения требуемой скорости, интенсивности и пропуска расчетных нагрузок, обеспечивать минимальное загрязнение окружающей среды, высокую ремонтопригодность и требуемый срок службы, экономичность и простоту содержания, иметь эргономичный внешний вид [27, 29]. В то же время существующие методы проектирования и назначения свойств шероховатых поверхностных слоев покрытий обеспечивают решение отдельных задач, связанных с повышением коэффициента сцепления или созданием слоев износа.

Новые дорожные противогололедные покрытия с шероховатой поверхностью SafeLane HDX и SafeLane СА-48 разработаны учеными Мичиганского технологического университета, передача новых технологий проводится компанией Cargill (CША) и ООО «Зиракс» (Россия, www.zirax.ru) [103, 104]. Эти покрытия обладают способностью аккумулировать и своевременно выделять противогололедные материалы, распределяемые в существующих нормативах зимнего содержания автомобильных дорог при угрозе образования гололеда и снегопадах. Покрытие позволяет обеспечить гидроизоляцию дорожной одежды от проникновения воды и противогололедных материалов, требуемый коэффициент сцепления, выполняет роль слоя износа, препятствует образованию гололеда и прилипанию снега. Покрытие предназначено для применения на автомобильных дорогах, мостовых сооружениях и тоннелях, в частности на опасных перекрестках, местах концентрации ДТП, подъездах к шлагбаумам и пешеходным переходам, на открытых паркингах, тротуарах и пешеходных переходах, пешеходных мостах, велосипедных дорожках, местах посадки на общественный транспорт, примыкания к объектам дорожной инфраструктуры.

Научной новизной предлагаемых технологий являются обеспечение требуемых размерных и физико-химических свойств применяемого щебня, а также новые методы нормирования впадин

28

шероховатой поверхности, особенности свойств которой определяет случайный характер образования пятен гололеда на активных выступах зерен щебня.

Применение технологии SafeLane заключается в подготовке и нанесении полимерного состава и щебня (заполнителя) в качестве противогололедного покрытия. Противогололедное (антигололедное) дорожное покрытие SafeLane HDX представляет собой модифицированную полимерную двухкомпонентную систему типа III, отвечающую требованиям, предъявляемым нормативным документом AASHTOC-881, сорт 1, классы B, C. Общий вид конструкции покрытия представлен на рис. 1.22. Пример устройства противогололедного дорожного покрытия с шероховатой поверхностью приведен на рис. 1.23.

Рис. 1.22. Состав противогололедного покрытия

Рис. 1.23. Типовой вид устроенного противогололедного покрытия

29

Воздействие числа промывок противогололедного покрытия на противогололедную эффективность их применения представлено на рис. 1.24 (по данным Мичиганского технологического университета). Видна слабая зависимость влияния количества промывок на способность удержания противогололедных материалов, которая определяется свойствами специально подобранного материала щебня [104, 128].

Рис. 1.24. Воздействие числа промывок противогололедного покрытия на противогололедную эффективность

Свойства покрытия. Жизнеспособность – от 15 до 45 мин при 24 °C (образец 50 мл в бумажном стаканчике, ASTM C881). Прочность на растяжение, спустя 7 сут – 140–350 кг/см2 (ASTM D638). Удлинение при растяжении спустя 7 сут – 40–80 % (ASTM D638). Вязкость – 7–25 П (ASTM D2393).

Минимальная прочность при сжатии спустя 3 ч при 24 °C – 70 кг/см2 (ASTM C579). Минимальная прочность при сжатии спустя 24 ч при 24 °C – 350 кг/см2 (ASTM C579). Минимальная адгезионная прочность спустя 24 ч при 24 °C – 350 кг/см2

(ACI 503R).

Заполнитель покрытия SafeLane HDX имеет сухую рабочую поверхность, свободен от загрязнителей: глины, битума и других посторонних и органических веществ. Типовые требования к гранулометрическому составу щебня приведены ниже.

30