УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

Техническое решение относится к вспомогательным устройствам для строительства, ремонта, восстановления или выламывания дорожных или подобных покрытий, в частности к средствам ремонта и восстановления асфальтобетонных покрытий, и может быть использовано в области дорожного хозяйства.
Известен «Способ ремонта асфальтобетонных и цементобетонных покрытий» (патент RU 2178476 С1). Ремонт осуществляется путем создания углубления в дефектной зоне покрытия путем фрезерования и удаления поврежденного слоя, заполнения созданного углубления ремонтной смесью и уплотнения ее.
К недостаткам способа относится устройство холодного шва в асфальтобетонном покрытии, трещины ниже вырубаемого слоя не устраняются.
Известен способ ямочного ремонта асфальтобетонного покрытия (заявка 2017103890 от 06.02.2017), заключающийся в том, что место ремонта очищают от загрязнения путем продувки струей сжатого воздуха и заливают горячим ремонтным материалом, состоящим из силикатного расплава шихты природного песка и базальтового щебня. Расплав получают плавлением шихты низкотемпературной плазмой в плавильном устройстве, установленном на машине для ямочного ремонта
К недостаткам способа относится сложность устройства оборудования, необходимость утилизации материала разрушенного покрытия и потребность в новом материале в полном объеме ремонтируемого участка. Кроме того, нарушаются рекомендации по ремонту покрытий материалом, аналогичным по прочностным свойствам материалу покрытия, что будет приводить к ускоренному разрушению покрытия в районе сопряжения нового и старого материала.
Известен способ ремонта дорожного покрытия (патент RU 98110320 А, включающий фрезерование старого асфальтобетона в местах его деформации, дробление образовавшегося лома покрытия, приготовление смеси для ремонта путем смешивания заполнителя, дробленого лома покрытия, со связующим, ее укладку, уплотнение посредством вибрации под пригрузом с профилированием до уровня покрытия. В качестве связующего предлагается смесь цементного вяжущего, фосфогипса и жидкого стекла, а в качестве ускорителя мелкодисперсные отходы производства кремниевых ферросплавов.
К недостаткам способа относится образование холодных швов, трещины ниже вырубаемого слоя не устраняются. Кроме того, нарушаются рекомендации по ремонту покрытий материалом, аналогичным по прочностным свойствам материалу покрытия, что будет приводить к ускоренному разрушению покрытия в районе сопряжения нового и старого материала.
Известен способ ремонта дорожного покрытия (патент RU 2338027 С1), включающий измельчение материала верхней части покрытия с предварительным нагревом, введение в дорожно-строительную смесь пластифицирующих веществ и дополнительного материала с перемешиванием, разравнивание и уплотнение полученной массы.
К недостаткам способа относится ручное рыхление материала, что требует трудозатрат, и не может обеспечить должное качество смешения. Кроме того, неоднородность материала и непостоянство уплотняемого слоя не позволяют равномерно и качественно уплотнить восстанавливаемый участок.
В качестве прототипа выбран способ горячей регенерации одним механизмом. Данный способ реализован компанией Wirtgen. Суть способа заключается в срезке разогретого слоя покрытия фрезой под определенному профилю, подбору срезанного материала и подаче его в смеситель, где происходит смешение с добавочным материалом. Из смесителя материал подается в стандартное устройство укладки асфальтобетонной смеси из шнека распределителя и виброуплотняющего и выглаживающего оборудования.
Недостатком прототипа является предназначение машины для ремонта участков большой площади и протяженности, минимальная ширина зачастую больше размеров отдельного дефекта, что приведет к необоснованному экономически увеличению площади ремонта. Кроме того, для начала укладки необходимо заполнить подающие транспортеры, смеситель и шнековую камеру. При остановке машины перед выглаживающей плитой остается валик смеси, убираемый вручную, либо другим отдельным механизмом.
Задачей технического решения является обеспечение комплексной механизации процесса ремонта асфальтобетонного покрытия, уменьшение трудозатрат, при частой остановке механизма на границах малых карт, с обеспечением качества выполняемых работ.
Поставленная задача решается благодаря тому, что: 1) устройство для горячей регенерации асфальтобетонных покрытий, малой ширины, состоит из блока разогревателей покрытия, распределителя добавочного материала, фрезерного барабана, уплотняющего и выглаживающего оборудования, а так же механизма подбора материала в конце захватки, при этом распределитель материала, фрезерный барабан и уплотняющее оборудование, закрыты по бокам щеками, препятствующими боковым утечкам материала из фрезерной камеры, в котором механизм подбора избытка материала в конце захватки выполнен в виде размещенного перед уплотняющим оборудованием челюстного захвата, передняя челюсть которого выполняет функции задней стенки фрезерной камеры. Данное устройство позволяет производить предварительное уплотнение покрытия, и механизировано подбирать большую часть избытка материала, необходимого для работы уплотняющего оборудования;
2) При выполнении устройства так, что блок распределителя, фрезерный барабан, уплотнительное и выглаживающее оборудование выполнено из секций, позволяющих изменять ширину рабочего органа установкой или снятием секций, появляется возможность изменять ширину рабочих органов, и не затрагивать неповрежденные участки;
3. При установке наклонной сетки (грохота), ограничивается попадание к уплотнительным органам крупных обломков покрытия, которые по которой под действием силы тяжести они возвращаются в фрезерную камеру для измельчения, вследствии чего обеспечивается большая однородность покрытия;
4. При установке между разогревателем и распределителем добавочного материала распределителя реюниватора (восстановителя свойств битума), улучшаются свойства старого материала покрытия, и как следствие смешанного с добавочной смесью материала;
5. При оборудовании устройства системами нивелирования рабочих органов строительных машин, обеспечиваются ровность и соответствующие поперечные уклоны, в случае необходимости нескольких параллельных проходов при повреждениях покрытия шириной более ширины рабочего органа.
В отличие от прототипа, смешение материала старого покрытия и добавочной смеси происходит фрезерным барабаном, непосредственно во фрезерной камере, откуда смесь поступает в валик перед вибробрусом. Также специальным устройством, предполагается подбор 90-95% материала, из валика, образующегося перед плитой при окончании захватки.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно рыхление и одновременное смешение материала фрезой требует меньшей захватки по длине, для накопления требуемого количества материала для работы вибрационного уплотнительного оборудования. Кроме того, челюстной захват, осуществляющий подбор основной части валика позволяет практически исключить ручной труд по уборке этого валика, а также привлечения дополнительного механизма для этих целей. Техническое решение в сравнении с прототипом, позволяет:
- осуществлять ремонт картами, максимально приближенными к размерам дефекта;
- минимизировать трудозатрат по уборке остатков материала в конце захватки;
Техническая сущность предложенного технического решения поясняются чертежами, на которых:
Фиг. 1 Схема устройства (в процессе работы на захватке) Фиг. 2 Схема устройства (при подборе материала в конце захватки) Предложенное устройство по ремонту асфальтобетонных покрытий состоит из: разогревателя а/б покрытия (1), боковых щек (2), удерживающих смесь от выпадения материала в стороны, распределителя добавочного материала (3), фрезерного барабана (4), задней стенки фрезерной камеры (5), выполняющей функции подвижной челюсти захвата, второй челюсти захвата (6), вибробруса с механизмом привода (7), выглаживающей плиты (8).
Разогреватель а/б покрытия может быть газовым, дизельным, электрическим либо другого типа, обеспечивающим поддержание температуры, поверхности дорожного полотна не допускающей значительного выгорания выгорания битума. Боковые щеки устанавливаются таким образом, чтобы двигаться по поверхности покрытия, не влияя на положение рабочих органов, за исключением воздействия через систему автоматического нивелирования, при ее наличии. Распределитель добавочного материала путем перемещения в вертикальной плоскости производит распределение материала требуемым слоем. Фрезерный барабан оснащен твердосплавными резцами, изготовлен из материалов, не теряющих свои прочностные характеристики при разогреве до рабочей температуры.
Барабан может быть изготовлен из отдельных секций по ширине, с целью возможности изменения его ширины. Резцы на барабане крепятся резцедержателями любой известной конструкции. Задняя стенка фрезерного барабана крепится способом, обеспечивающим слежение за поверхностью. Вибробрус и выглаживающая плита применяются любой известной конструкции, могут оборудоваться разогревающим оборудованием. Могут быть изготовлены из отдельных секций, с целью возможности изменения по ширине.
Процесс работы описанного выше технического решения осуществляется следующим способом.
Установка ставится, так чтобы начало захватки находилось под разогревающим блоком. После прогрева покрытия и его размягчение, начинается движение машины. Скорость движения определяется с учетом того, чтобы после прохождения разогревателя, покрытие было нагрето достаточно для размягчения. При подходе к началу зоны ремонта, боковые щеки опускаются на поверхность покрытия, на необходимый уровень устанавливается распределитель добавочной смеси и производится подача добавочной смеси перед распределителем. При подходе к началу захватки фрезерного барабана, производится его опускание, с одновременным опусканием задней стенки фрезерной камеры. При этом барабан захватывает одновременно материал существующего покрытия и новый материал, смешивая их перед задней стенкой камеры. По мере продвижения механизма и заполнения фрезерной камеры, резцами и резцедержателями происходит выброс материала через заднюю стенку фрезерной камеры, и накопление ее перед заслонкой, которая поднимается при достижении начала захватки, с одновременным опусканием вибрационного и выглаживающего оборудования. По окончании всех указанных процессов положение всех частей установки соответствует изображенному на фиг. 1
При достижении установкой конца захватки заблаговременно производится прекращение подачи добавочного материала, в конце захватки поднимается распределитель добавочного материала, затем по мере продвижения фрезерный барабан, задняя стенка фрезерного барабана, пропуская под собой накопленный во фрезерной камере материал. При достижении вибробрусом конца захватки, опускается задняя челюсть захвата, после чего производится подбор материала путем замыкания челюстей. Данное положение соответствует фиг. 2. Производится полный подъем всех частей установки, и перемещение к следующей захватке. Захваченный материал удаляется в специальный бункер, либо может быть возвращен в бункер, из которого происходит выдача добавочного материала.
Окончательное уплотнение ремонтируемого участка производится любым известным методом, любым видом катков и виброплит. Выбор определяется достижением необходимого коэффициента уплотнения участка.
Технико-экономические показатели данной установки будут более высокими по сравнению с традиционными способами ремонта, поскольку уменьшается потребность в новых материалах, отсутствует необходимость утилизации обломков старого покрытия, сокращению ручного труда по подготовке ремонтируемого участка и непосредственному ремонту. Кроме того, механизированное распределение смеси и ее уплотнение обеспечивают более высокое качество покрытия по сравнению с ручной укладкой, а наличие горячего основания и сопряжений обеспечивают хорошую адгезию материала со старым покрытием. Вышеуказанное приводит к увеличению срока службы отремонтированного участка, увеличению межремонтных сроков и затрат на текущее содержание.