9657

60

меньшей степени сказывается на работоспособности уложенного слоя. Практи-

ка показывает, что даже покрытия, устроенные по всем правилам дорожной технологии, после укладки снижали своё качество. Температурная сегрегация – процесс неизбежный. При длительных транспортировках, особенно в неблаго-

приятных погодно-климатических условиях, на поверхности смеси в кузове ав-

томобиля образуется корка из кусков слипшейся массы охлажденного материа-

ла, причем очень часто крупных размеров. Далее, попадая в шнековую камеру,

они не всегда диспергируются в основной массе разогретой смеси. Неоднород-

ная по температурному градиенту смесь плохо поддается уплотнению. В ре-

зультате из-за повышенной остаточной пористости покрытие получается не-

кондиционным и также имеет склонность к преждевременному разрушению.

Исследованиями Департамента транспорта штата Вашингтон (США) с

применением высокоточной камеры инфракрасного излучения установлено,

что перепад температур смеси в разных частях кузова автомобиля перед раз-

грузкой может составлять 35 0С (см. рис. 4.1 а). Термическое расслоение смеси усугубляется с увеличением дальности транспортировки или времени ожидания грузовиков в очереди. В процессе разгрузки переохлажденный вследствие теп-

лообмена с окружающей средой материал, как правило, выдавливается к краям бункера асфальтоукладчика. При этом аппаратурой зафиксировано дальнейшее увеличение разброса температуры смеси в отдельных частях приемного бунке-

ра до 45 0С (см. рис. 4.1 б). Уходя на шнеки, этот материал накрывает горячие слои из центральной части бункера также в большей степени неравномерно. С

разгрузкой следующего транспортного средства цикл повторяется. В результате на покрытии образуются зоны с температурным градиентом, достигающим уже

60 0С (см. рис. 4.1 в). Данное обстоятельство служит одной из причин появле-

ния локальных неоднородностей при уплотнении асфальтобетонных слоев.

Следует отметить, что механическая сегрегация в свою очередь способ-

ствует развитию температурной сегрегации. Скопления диспергированных ча-

стиц крупного заполнителя, находящиеся на поверхности, быстрее отдают теп-

ло, а, следовательно, являются потенциальными очагами термического рассло-

61

ения смесей. Тем более что в плане расположения по ширине укладываемой

полосы зоны механической и термической неоднородности, как правило, сов-

падают.

Рис. 4.1 Термическая сегрегация асфальтобетонных смесей:

а) – в кузове автосамосвала; б) – в бункере асфальтоукладчика; в) – в уложенном покрытии; г) – после работы перегружателя

Традиционные способы борьбы с сегрегацией асфальтобетонных смесей,

такие как, порционная загрузка и выгрузка автосамосвалов, термоизоляция ку-

зовов и т.п. далеко не всегда приводили к желаемым результатам. Поэтому по-

сле многолетних экспериментальных работ зарубежные специалисты пришли к выводу о необходимости дополнительного перемешивания смеси непосред-

ственно перед подачей в шнековую камеру асфальтоукладчика. Несмотря на некоторое усложнение технологии, данная процедура позволяет заново гомоге-

низировать расслоившуюся смесь и повысить ее однородность.

В процессе опытных работ изучалось влияние различной перегрузочной техники на устранение дефектов, связанных с присутствием температурного градиента. В большинстве случаев за счет ликвидации механического расслое-

ния смесей качество покрытия заметно улучшилось, однако термическую се-

грегацию полностью устранить долгое время не удавалось. В дальнейшем наиболее значимые результаты были получены с применением перегружателей типа «Shuttle Buggy» SB-1500 и SB-2500B фирмы «Roadtec» (США), а также

«MT 1000» фирмы «Vogele» (Германия). В итоге благодаря универсальности оборудования американские специалисты смогли достичь весьма высокой од-

нородности уложенной смеси при величине температурных колебаний по ши-

рине покрытия до 0,2 0С (см. рис. 4.1 г).

62

Перегружатели рассчитаны, прежде всего, на совместную работу с укла-

дочной техникой. Однако они могут с успехом выполнять и ряд самостоятель-

ных функций. Рассмотрим технические возможности перегружателей асфаль-

тобетонных смесей на примере фирмы «Roadtec».

Перегружатель типа «Shuttle Buggy» SB-2500B представляет собой маши-

ну на колесном ходу, обеспечивающем высокую маневренность с транспортной скоростью до 14,5 км/час, что позволяет ей автономно перемещаться на значи-

тельные расстояния от асфальтоукладчика. На рис. 4.2 показаны основные ра-

бочие агрегаты перегружателя, в том числе: приемное устройство, передний конвейер, основной бункер емкостью до 25 тонн со встроенным шнеком, загру-

зочный конвейер. Базовая длина машины составляет 17 м.

Рис. 4.2 Перегружатель «Shuttle Buggy» SB-2500B:

1 – приемное устройство; 2 – передний конвейер; 3 – основной бункер; 4 – трехшаговый шнек; 5 - загрузочный конвейер; 6 – колесный привод; 7 – площадка машиниста; 8 – система дымоудаления

При стандартной комплектации перегружателя смесь из автосамосвала поступает в приемное устройство в виде загрузочного бункера шириной 2,8 м, в

который для ускоренной подачи материала на передний конвейер вмонтирован нихардовый сходящийся к середине шнек диаметром 737 мм с глубиной наре-

зов спирали 178 мм. На стенках бункера установлены вибраторы, обеспечива-

ющие дополнительное поступательное движение смеси к шнеку. На дне бунке-

ра расположен технологический люк с гидравлическим приводом для очистки

63

приемного устройства (см. рис. 4.3 а). При необходимости загрузочный бункер может быть заменен комплектом для подбора материала с поверхности основа-

ния (см. рис. 4.3 б). Это особенно актуально бывает при доставке смеси само-

свалами с донной разгрузкой или с прицепами.

Из приемного устройства асфальтобетонная смесь поступает на скребко-

вый конвейер с рабочей шириной 1473 мм производительностью около

900 т/час, откуда она подается в основной бункер. В транспортном положении конвейер вместе с приемным устройством поворачивают в вертикальной плос-

кости, наклоняя назад.

Рис. 4.3 Приемное устройство перегружателя:

а) – люк с гидравлическим приводом; б) – приемное устройство для подбора смеси

Несмотря на внушительные размеры бункера именно там смесь интен-

сивно перемешивается с устранением механической и температурной сегрега-

ции. Конструкция трехшагового сходящегося шнека из нихарда является уни-

кальным изобретением авторов, посредством которого достигается отмеченный ранее эффект повышения однородности расслоенной смеси (см. рис. 4.4). Шнек расположен в нижней части бункера, что дает ему возможность за счет свое-

временной смены шага навивки спирали, т.е. расстояния между смежными пла-

стинами, а, следовательно, изменения скорости прохождения смеси от стенок в направлении питателя отправлять непосредственно в асфальтоукладчик тща-

тельно гомогенизированный материал. При этом дважды меняющийся от меньшего к большему шаг навивки заставляет крупные (холодные) частицы на каждой стороне бункера, как бы догоняя, смешиваться с мелкими (горячими)

64

частицами, которые поступают одновременно из краевых, средних и централь-

ной частей бункера. При одинаковом шаге шнека, погруженного в материал,

равномерная подача на питатель разнородной по температуре смеси была бы невозможна.

Рис. 4.4 Схема работы трехшагового шнека: 1 – шнек; 2 – загрузочный конвейер

Из основного бункера по загрузочному конвейеру смесь поступает в бун-

кер асфальтоукладчика. Конвейерная система оснащена сварными сдвоенными пластинами из нихарда размером 2×406×178 ×16 мм. Производительность кон-

вейера составляет около 600 т/час. Загрузочный конвейер имеет возможность бокового поворота в секторе ± 550 от продольной оси перегружателя (см. рис.

4.5 а), что позволяет вести загрузку укладчика при движении по соседней поло-

се. Максимальная высота подъема стрелы составляет 3,7 м от поверхности до-

роги. Загрузочный конвейер может быть демонтирован и заменен специальным боковым конвейером длиной 2,4 м (рис. 4.5 б), оснащенным отвалом для раз-

равнивания смеси на полосе шириной от 0,3 до 2,4 м. Для увеличения емкости приемного бункера асфальтоукладчика в комплект оборудования входит до-

полнительная вставка емкостью 15 - 20 тонн (рис. 4.5 в).

Устранение механической и температурной сегрегации позволяет на 40 %

продлить срок службы асфальтобетонного покрытия и почти на половину сни-

зить затраты на его ремонт и содержание. Кроме этого перегружатель «Shuttle Buggy» SB-2500B имеет ряд других неоспоримых достоинств.

65

Рис. 4.5 Дополнительное оборудование перегружателя:

а) – боковая загрузка асфальтоукладчика; б) – боковая укладка смеси на укрепленной обочине; в) – вставка в бункер асфальтоукладчика

1. Стабильно высокое качество по ровности и однородности покрытия,

даже при невысоком качестве самих смесей. Возможность нивелирования большей части технологических ошибок, допущенных на предшествующих стадиях дорожных работ, или, по крайней мере, меньшая чувствительность к ошибкам подобного рода на выходе из асфальтоукладчика.

2. Возможность непрерывной и более производительной укладки, осо-

бенно при подборе смеси из валиков, с меньшим количеством транспортных единиц при фактическом отсутствии их простоев под разгрузкой. Использова-

ние большегрузных автосамосвалов с донной разгрузкой.

3. Возможность доставки смеси на участки ранее недоступные для меха-

низированной подачи, в том числе за барьерными ограждениями, на обочины и т.п. Непрерывная укладка смеси в стесненных условиях.

4. Снижение трудозатрат персонала, занятого на асфальтобетонных рабо-

тах, с одновременной 25 % экономией на перевозках смеси.

5. Отсутствие непосредственного контакта с асфальтоукладчиком при за-

грузке бункера, что исключает появление поперечных сдвигов покрытия, ха-

рактерных для случаев наезда автосамосвалов на укладчик.

66

6. Возможность перемещения перегружателя для загрузки смесью на большие расстояния от асфальтоукладчика.

Отличительной особенностью модели «Shuttle Buggy» SB-1500 является то, что на одном колесном шасси (см. рис. 4.6) совмещены смешивающие агре-

гаты перегружателя и рабочее оборудование асфальтоукладчика. Это позволяет машине автономно осуществлять подбор (прием), повышение однородности и укладку смеси в покрытие. При этом все операции выполняются за один про-

ход.

Рис. 4.6 Перегружатель «Shuttle Buggy» SB-1500:

1 – приемное устройство; 2 – передний конвейер; 3 – основной бункер; 4 – колесный привод; 5 – асфальтоукладочное оборудование

Перегружатель «MT 1000» немецкой фирмы «Vogele» (см. рис. 4.7) менее универсален, содержит один шнек и один конвейер, а, следовательно, обладает меньшей эффективностью и техническими возможностями. Паспортная произ-

водительность машины составляет 700 т/час.

Рис. 4.7 Перегружатель «MT 1000»:

1- приемное устройство; 2 – конвейер; 3 – шнек

68

Рис. 4.8 Линейка – разогреватель с инфракрасным излучением:

1 – колесная тележка; 2 – рама; 3 – газовые горелки; 4 – баллоны со сжиженным газом

Рис. 4.9 Разогреватель, установленный на асфальтоукладчик: 1 – разогреватель; 2 – крепежный кронштейн; 3 – боковой щит

- возможность регулировки тепловой мощности за счет изменения давле-

ния газа в системе от 0,4 до 1,5 бар 11–ти ступенчатым редуктором и высоты нагревательных элементов по отношению к поверхности покрытия в пределах

25см;

-автоматическое включение (отключение) разогревателя при движении

(остановке) асфальтоукладчика;

- возможность трансформации разогревателя для работы его в автоном-

ном режиме и совместно с асфальтоукладчиком путем установки и снятия ко-

лес с площадкой под газовые баллоны;

69

- возможность подачи газа для питания горелок из системы обогрева вы-

глаживающей плиты асфальтоукладчика.

В зависимости от модификации (см. табл. 4.1) разогреватели фирмы

«ABACUS» могут иметь 4, 7, 9 и 12 секций с горелками. При этом первая сек-

ция всегда располагается под площадкой с газовыми баллонами.

Типы разогревателей швов фирмы «ABACUS»

Т а б л и ц а 4.1

Схема расположения нагревательных элементов на линейках - разогрева-

телях фирмы «ABACUS» представлена на рис. 4.10.

Другим, не менее эффективным вариантом использования разогревателей инфракрасного излучения фирмы «ABACUS», является их установка на пнев-

моколесные катки. В процессе укатки, особенно в начале работы, к шинам пневмоколесных катков может прилипать асфальтобетонная смесь. Для устра-

нения этого недостатка применяются различные методы: обрызгивание шин водой или специальным раствором, крепление очищающих щеток, разогрев шин путем предварительной езды по горячему покрытию. Однако эти меры не всегда дают положительный эффект. Экспериментально установлено, что налипание смеси можно исключить только в том случае, если в процессе укатки ее температура соизмерима с температурой шин.