МАШИНА ДЛЯ РЕМОНТА ДОРОЖНЫХ И АЭРОДРОМНЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к технике по ремонту асфальтобетонных покрытий дорог и аэродромов и предназначена для мобильного использования при текущем (ямочном) ремонте, как традиционными асфальтобетонными, так и литыми битумно-минеральными смесями дорожных покрытий из асфальтобетона, на которых при эксплуатации образовались выбоины, просадки, либо другие подобные разрушения и деформации.
Известен традиционный способ ремонта дорожных покрытий с использованием известной серийно выпускаемой техники, включающей бункер-термос на шасси, компрессорную станцию с пневмомолотками, ковш-тележку, ручные катки и т.п. При использовании такой механизации ремонтируемый участок очищают сжатым воздухом от грязи, обрубают контуры участка, подлежащего ремонту, разрушают старое, поврежденное покрытие пневмомолотком. Затем вручную удаляют старый асфальтобетон и наносят на ремонтируемую поверхность смесь или расплавленный литой асфальт, который доставляют на место дополнительным транспортным средством. Свежий асфальтобетон, либо расплавленный литой асфальт выгружают на ремонтируемый участок, разравнивают, а затем уплотняют его виброкатком. При этом старый, поврежденный асфальтобетон, снятый с ремонтируемого участка, выбрасывают (1).
Недостатком такой технологии ремонта и соответственно применяемых машин является низкая долговечность обычных уплотняемых асфальтобетонных смесей в качестве ремонтного материала, поскольку на практике зачастую не удается уплотнить смеси до необходимой степени и в результате чего не устраняется инфильтрация (проникновение) воды через покрытие в нижележащие конструкционные слои и земляное полотно. Трудностью сохранения длительное время требуемой температуры смесей в бункере-термосе таких машин, обусловлена также, как правило, и плохая приживаемость нового (ремонтного) материала к старому. Более того, выполнение ремонта дорожного или аэродромного покрытия с помощью указанных машин в период года, когда асфальтобетонные заводы бездействуют, например, зимой, вообще невозможно, хотя именно осенью, зимой и ранней весной, в условиях переменных температур и избытка влаги, случайно возникшие повреждения покрытий быстро прогрессируют и работоспособность дорожных и аэродромных одежд снижается. Указанные машины не являются полностью автономными, т.к. в них непосредственно невозможно приготовить ремонтные материалы, а работы по раскладке и уплотнению асфальтобетонных смесей трудоемки и малопроизводительны.
Известна машина для ремонта дорожных и аэродромных покрытий, включающая базовый механизм, транспортное шасси и теплоизолированную емкость с системами нагрева, перемешивания и выгрузки битумно-минеральных смесей литой консистенции, причем теплоизолированная емкость снабжена реверсивной мешалкой с гидромеханическим приводом
от базового механизма и установлена с наклоном в сторону системы выгрузки. На выходе топочных газов в атмосферу размещены легко открывающиеся заслонки. Боковые стенки топочной камеры имеют в верхней части шарнирное соединение с емкостью и являются свободно качающимися вокруг шарнирной оси, а система выгрузки выполнена в виде шиберной заслонки и обогреваемого сливного лотка (2).
Однако известная машина обладает существенными недостатками: низкой производительностью, малоэффективной (газобаллонной) системой нагрева и ограниченными технологическим возможностями из-за невозможной регенерации лома традиционного асфальта.
Наиболее близкой к предлагаемой в качестве полезной модели машине для ремонта дорожных и аэродромных покрытий, является машина, содержащая транспортное средство, контейнеры для битумно-минеральной смеси, теплоизолированный варочный котел, снабженный мешалкой, системой нагрева и обогреваемой системой выгрузки материала. Теплоизолированный варочный котел установлен с наклоном в сторону обогреваемой системы выгрузки и установлен с возможностью вращения. Система нагрева установлена шарнирно между наружной стенкой варочного котла и его теплоизолирующим слоем.
Обогреваемая система выгрузки представляет собой два выпускных отверстия - большее и меньшее, причем большее выпускное отверстие размещено на боковой поверхности теплоизолированного варочного котла, а меньшее - на его задней торцевой стенке. Открытие и закрытие большего выпускного отверстия осуществляют гидроцилиндром гидросистемы машины, а для открытия и закрытия меньшего выпускного отверстия используют рычажный механизм. Приемный лоток выполнен с телескопическими боковыми стенками, которые и предназначены для регулирования количества выхода готовой смеси. Под днищем приемного лотка установлена горелка инфракрасного излучения, с возможностью перемещения по всей поверхности лотка (3).
Однако известная машина обладает следующими недостатками: низкий коэффициент полезного действия в известной системе нагрева, поскольку интенсивность нагрева изменяется только перемещением горелки, перерасход топлива на единицу приготовленной рабочей смеси, недостаточная функциональная надежность в эксплуатации из-за локальных перегревов, особенно в усиленном режиме по причине недостаточного учета специфики тепловых процессов.
Использование большего бокового выпускного отверстия в качестве загрузочного и разгрузочного создает определенные неудобства в процессе эксплуатации машины, поскольку требуется точное позиционирование как при выгрузке готовой смеси, так и при загрузке емкости компонентами.
Задачей предлагаемой в качестве полезной модели технического решения является повышение интенсивности процесса разогрева рабочей смеси, снижение эксплуатационных расходов, повышение надежности путем оптимизации режима разогрева и долговечности за счет уменьшения температурной коррозии днища емкости.
Поставленная задача достигается тем, что в машине для ремонта дорожных и аэродромных покрытий, включая базовую машину и транспортное шасси, на котором размещены контейнеры для компонентов битумно-минеральной смеси, технологическое оборудование, теплоизолированная емкость выполнена в виде двух полуцилиндров разного диаметра, установленных симметрично относительно продольной оси емкости и соответственно двух боковин, замкнутых верхними стенками, внутренний полуцилиндр образует емкость для материала, а наружный полуцилиндр теплоизолированный кожух емкости. Система нагрева выполнена в виде рассекателя из нижнего и верхнего экранов, установленных с зазором между собой по всей длине теплоизолированного кожуха и оснащена эжекторной горелкой с системами подвода и регулирования воздуха и топлива, причем дополнительный подвод воздуха осуществляется исполнением двух симметричных щелей в теплоизолированном кожухе, расположенных так, чтобы через них поступал воздух непосредственно в зоны горения рассекателя, обеспечивая подвод воздуха и равномерное растекание теплоносителя вокруг
емкости. В верхних стенках емкости выполнены лючки для выхода продуктов горения и люки для загрузки емкости исходными компонентами.
Реечный шибер установлен на задней стенке емкости для выгрузки готовой смеси на поворотный лоток.
Выполнение теплоизолированной емкости в виде двух полуцилиндров разного диаметра, установленных симметрично относительно продольной оси емкости и соответственно двух боковин, замкнутых верхними крышками, с размещенными в них лючками для выхода продуктов сгорания, обеспечивают наилучшие условия конвективной теплопередачи, которая более экономично передается поверхности нагрева и одновременно воспринимает лучистую энергию, а также обеспечивает нормальную вентиляцию и удаление продуктов сгорания. Выполнение системы нагрева в виде рассекателя из нижнего и верхнего экранов, установленных с зазором между собой по всей длине теплоизолированного кожуха, при подводе воздуха через щели в кожухе в зону горения, обеспечивает полное сгорание топливовоздушной смеси с полной отдачей тепла. И, что экологически важно - практически без копоти. Выполнение рассекателя в виде двух экранов обеспечивает следующее: нижний экран уменьшает передачу лучистой энергии пламени в сторону противоположной емкости, то есть на теплоизолирующий кожух; верхний экран уменьшает локальный перегрев емкости лучистой энергией.
Зазор между экранами рассекателя позволяет рационально распределить энергию пламени по поверхности, обеспечивая отвод отдавшего тепло газотеплоносителя с боковых участков. Выполнение системы нагрева в виде эжекционной грелки с системой подвода и регулирования подачи воздуха и топлива блоком вентилей и, установленной в рассекателе, обеспечивает равномерное распределение теплового потока на днище емкости, что снимает последствия тепловой коррозии, исключает локальные перегревы, что увеличивает срок службы емкости машины.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает отличия заявленной машины:
теплоизолированная емкость выполнена в виде двух полуцилиндров разного диаметра, установленных симметрично относительно продольной оси и соответственно двух боковин, замкнутых верхними стенками, а система нагрева выполнена в виде рассекателя, состоящего из верхнего и нижнего экранов и установленных с зазором между собой, причем в теплоизолирующем кожухе выполнены щели для подвода воздуха в зону горения.
Таким образом, заявленная машина соответствует критерию «новизна». Полезная модель соответствует критерию «промышленная применяемость, поскольку разработаны чертежи и планируется изготовление к использованию в народном хозяйстве. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
Фиг.1 - общая схема машины для ремонта дорожных и аэродромных покрытий;
Фиг.2 - поперечное сечение теплоизолированной емкости (разрез А-А)
Фиг.3 - схема установки рассекателя и горелки
Фиг.4 - схема расположения смотровых окон
Машина для ремонта дорожных и аэродромных покрытий содержит базовую машину 1 /фигура1/, например, колесный трактор МТЗ 80/82, к которому прицеплено транспортное шасси 2. На шасси смонтировано технологическое оборудование, компрессор, контейнеры для компонентов битумно-минеральной смеси, датчик температуры смеси, элементы световой сигнализации, панель с приборами и органы управления технологическим оборудованием и т.п. на чертежах не показаны.
На транспортном шасси 2 установлена с наклоном теплоизолированная емкость 3 с реверсивной мешалкой 4. Теплоизолированная емкость 3 выполнена в виде двух полуцилиндров, установленных симметрично относительно продольной оси емкости и соответственно двух боковин, замкнутых верхними стенками, причем внутренний полуцилиндр образует емкость 5
для материала, а наружный - теплоизолированный кожух 6 емкости. Между стенками емкости 5 и кожухом 6, замкнутых верхними крышками 7, размещены лючки 8 для выхода продуктов сгорания. В верхних крышках 7 выполнены секционные загрузочные люки 9. Теплоизолирующая емкость 5 оснащена поворотным лотком 10с реечным шиберным механизмом 11 выгрузки смеси.
Система нагрева емкости 5 выполнена в виде эжекторной горелки 12, установленной в рассекателе 13, состоящем из верхнего защитного экрана 14 и нижнего защитного экрана 15, расположенных внизу теплоизолированного кожуха 6 по всей его длине, установленных с зазором между собой.
Регулировка подачи воздуха и топлива осуществляется при помощи вентилей 16 и 17. В зону горения рассекателя подается дополнительно воздух через щели 18, выполненные теплоизолированном кожухе 6 и расположенные симметрично относительно рассекателя 13.
Кроме того, в передней торцевой стенке емкости выполнены смотровые окна 19 (Фиг.4) для контроля режима горения.
Машина оснащена гидроприводом 20, состоящего из планетарного редуктора и шлангов высокого давления, напорного 21 и сливного 22 подключенного к гидросистеме трактора. Машина может быть оснащена собственной гидростанцией, приводимой от вала отбора мощности базовой машины через карданную передачу, включающую в себя набор стандартных элементов гидравлической системы: гидробак, насос, фильтр очистки, распределитель с регулятором расхода и комплект соединительной арматуры. Позиции упомянутых узлов не показаны.
Описываемая машина работает следующим образом.
Не зависимо от вариантов технологии получения литой смеси (регенерация, загрузка горячей смеси АБЗ, литого асфальта или приготовления литой смеси в емкости), емкость машины перед началом работы должна быть прогрета в течение 10...15 мин.
Розжиг эжекторной горелки 12 производится в следующем порядке: при работающем двигателе трактора проверяют по манометру давление в топливном баке, открывают топливный кран 17 и производят розжиг горелки 12 и медленным поворотом крана подачи 18 сжатого воздуха устанавливают стабильное пламя факела. Регулируется длина факела и подача топливной смеси, не допускающей наличия копоти и дыма при горении, и осуществляют равномерный нагрев смеси, причем перемешивают смесь мешалкой согласно технологического регламента. В зависимости от наличия сырья и выбранных вариантов приготовления литых смесей - происходит согласно технологии загрузка емкости. Например, при регенерации фракций (кусков) вторичного асфальта последовательность работ должна происходить в следующем порядке.
В разогретую емкость 5 загружается 100...120 кг битума до полного разогрева (из расчета 60...80 кг битума на 1 тонну асфальтового лома). Загружается первая партия кусков асфальтового лома (150...200 кг) размером фракции 120...140 мм, не более. Периодически включается мешалка 4 на 8...10 мин. в прямом и обратном направлениях через каждые 25...30 мин., до растворения асфальтового лома, что значительно ускоряет процесс разогрева.
После растворения и перемешивания первой партии асфальтного лома, загружается вторая, третья и так до полного заполнения емкости.
Общая продолжительность всего цикла работ приготовления смеси из асфальтного лома в среднем составляет 3,5 ч. Время приготовления смеси из асфальтового лома значительно сокращается, если вместо кускового асфальта используют мелкие фракции асфальта, получаемые непосредственно на рабочем месте фрезерованием.
Выгрузка готовой смеси на предварительно подготовленный для ремонта участок происходит за счет наклона емкости или при включенной мешалке 4, которая обеспечивает полную выгрузку приготовленной смеси. Дозирование приготовленной смеси, при выгрузке, осуществляется шиберной заслонкой 11, оборудованной реечной механической передачей подъема и опускания шиберной заслонки. Смесь попадает на поворотный лоток 10, который
предварительно установлен над ремонтируемым контуром дороги. Затем смесь разравнивают, уплотняют с помощью технологического инструмента.
Непосредственно на объекте технологией работ предусматриваются следующие операции:
установка на ремонтируемом участке технических средств организации дорожного движения, ограждающих устройств, включение проблесковых маяков машины;
перемещение машины к дефектному месту покрытия;
обрубка, очистка ремонтируемой поверхности, просушка ремонтируемого места переносной горелкой, входящей в комплект технологического оборудования;
открытие шиберной заслонки 11 системы выгрузки смеси и укладка на ремонтируемую поверхность покрытия в необходимом количестве литой битумно-минеральной смеси;
разравнивание вручную гладилками, скребками или шпателями ремонтной массы вровень с проектным положением существующего дорожного полотна, удаление излишков смеси в один из контейнеров для повторного использования.
Уплотнение битумно-минеральных смесей литой консистенции происходит под воздействием их собственного веса. Необходимо лишь незначительно разглаживать образовавшееся новое покрытие.
Уход за покрытием заключается в расстановке перед отремонтированными местами на период остывания ремонтного материала сигнальных пластмассовых конусов.
Таким образом, описываемая машина для ремонта дорожных и аэродромных покрытий по сравнению с известными имеет более широкие технологические возможности, снижает энергозатраты, повышает надежность, и при этом обеспечивает получение высококачественных смесей из различного сырья, в том числе и вторичного, обеспечивающих хорошее качество ремонтных работ.
1. Эксплуатация специальных автомобилей для содержания и ремонта городских дорог. Практическое пособие /В.Й.Баловнев, Г.Л.Карабан и др. 1992 г., с.105-112/.
2. Полезная модель РБ №11 МПК Е 01 С 19/02,1998 г.
3. Полезная модель РБ №81, МПК Е 01С 19/10,1999 г. /прототип/.