УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ ПРИ ЯМОЧНОМ РЕМОНТЕ ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано при проведении ремонтных работ на дорожном покрытии, в частности, ямочном ремонте. Не исключается возможность применения предлагаемого устройства в качестве основного уплотнительного средства при сооружении покрытия из асфальтобетонной смеси в стесненных условиях (траншеи, пазухи), а также при асфальтировании площадок незначительных размеров, например, парковых дорожек, тротуаров и т.п.
Известно устройство, широко применяемое при ямочном ремонте дорожного покрытия, которое представляет собой поверхностный уплотнитель, выполненный в виде вибротрамбовки. Она состоит из рабочего органа в виде опорной плиты, связанной с механическим вибратором, представляющим собой вал с эксцентриком. Вращение вала осуществляется чаще всего от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) через клиноременную передачу. Для изоляции ДВС от вибрации его располагают на отдельной раме-платформе, которая связана с опорной плитой через резино-металлические или пружинные амортизаторы. При вращении вала с эксцентриком возникает центробежная сила или, иначе, вынуждающая сила, которая и приводит в колебательное движение рабочий орган. Вслед за рабочим органом, уже за счет кинетической энергии, вводятся в состояние колебательного движения и расположенные в зоне его действия частицы уплотняемого материала, что и способствует его уплотнению. Следует отметить, что при отсутствии ударных импульсов со стороны рабочего органа частицы материала оказываются под воздействием только инерционных сил. Поэтому чистым вибрированием уплотняются несвязные и слабосвязные материалы (грунты) - пески, супеси, у которых связи между частицами невелики. Связный материал, к которому относится и асфальтобетонная смесь, имеет значительную силу связи между частицами и может быть уплотнен вибрированием лишь тогда, когда одновременно он подвергается действию нагрузки, которая носит ударный характер. Эффективность уплотнения материала оценивается величиной ударного импульса, который определяется как произведение массы падающего тела на его скорость в момент удара. Поскольку циклы повторяются часто, то уплотняемый материал подвергается совместному воздействию вибрации и удара, что существенно расширяет диапазон, что существенно расширяет диапазон возможности уплотнения материалов различной связности [1].
Основным недостатком вышеописанного уплотнительного устройства (вибротрамбовка) является то, что уплотняющая нагрузка на материал действует только в вертикальном направлении в то время как дорожное покрытие при его эксплуатации подвергается воздействию значительных по величине сдвиговых нагрузок, особенно в режимах разгона и торможения транспортных средств. Так как асфальтобетон, как материал, обладает памятью, то, будучи уплотненным методом вибротрамбования, он не имеет «иммунитета» против сдвиговых напряжений. Поэтому в процессе ямочного ремонта в покрытии появляются аномальные зоны с прочностными характеристиками не соответствующими подобным остальной части покрытия, уплотнение которой в процессе строительства осуществлялось укаткой, т.е. тренировкой на способность противостоять сдвиговым нагрузкам. Современная практика дорожного строительства показала низкую эффективность ямочного ремонта, характеризуемого недолговечностью асфальтобетонных заплаток на покрытии и высокой экономической затратностью их наложения.
Таким образом, задачей изобретения является повышение эффективности ямочного ремонта дорожного покрытия.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для уплотнения асфальтобетонной смеси при ямочном ремонте дорожного покрытия, которое включает рабочий орган, кинематически связанный с приводным вибротрамбующим механизмом, этот орган выполнен в виде пары опорных вальцов, каждый из которых установлен с возможностью противофазного возвратно-поступательного перемещения в горизонтальном направлении. При этом каждый валец смонтирован на одном конце рычага, который другим концом шарнирно связан с вибротрамбующим механизмом. В одном из конструктивных вариантов рычаги снабжены пружинами возврата в исходное положение, а в другом варианте они могут быть связаны между собой упругой связью, например, пружиной. Каждый валец снабжен регулируемым тормозным устройством и между ними установлен трамбующий брус, кинематически связанный с вибротрамбующим механизмом через упругий элемент, например, резино-металлический амортизатор.
На прилагаемых к описанию чертежах даны следующие изображения:
- на фиг.1 - общий вид предлагаемого устройства;
- на фиг.2 - схема, поясняющая работу устройства.
в
бр
с
тр
Устройство содержит вибротрамбующий механизм 1, связанный с приводом в виде ДВС. К корпусу 2 механизма 1 с помощью шарниров 3 присоединены пара рычагов 4, несущих на своих концах опорные уплотняющие вальцы 5. Рычаги 4 снабжены плоскими пружинами 6 возврата вальцов 5 в исходное положение. Ту же функцию, как вариант конструктивного исполнения, может выполнять упругая связь между рычагами 4, выполненная в виде витой пружины 7. Каждый валец 5 снабжен тормозным устройством 8 с рукояткой 9, обеспечивающим регулируемое изменение тормозного момента на вальце в широком диапазоне. Конструкция тормозного устройства на чертеже не показана, так как она общеизвестна и может быть представлена, например, дисковым тормозом. Между вальцами 5 установлен трамбующий брус 10, имеющий возможность установочного (регулировочного по высоте) перемещения в направляющих 11 корпуса 2. Вибротрамбующий механизм связан с брусом 10 через упругий элемент 12, выполненный в виде, например, резинометаллического амортизатора. Корпус 2 снабжен рукояткой 13 для оператора, на которой размещен пульт 14 управления работой устройства. На фиг.2, поясняющей работу устройства, символами V и V обозначены направления перемещения вальцов 5 и бруса 10 соответственно, а символами F и F обозначены нагрузки сдвига и трамбования, прилагаемые к уплотняемому материалу со стороны рабочих органов.
Работает устройство следующим образом.
Оператор за рукоятку 13 перемещает устройство на площадку или яму на покрытии, заполненную горячей асфальтобетонной смесью, подлежащую уплотнению. В работу включается вибротрамбующий механизм 1, совершающий силовое колебательное движение в вертикальном направлении. В данном случае целесообразно использование вибратора направленного действия. При движении вниз рычаги 4 расходятся в сторону (фиг.2) и вальцы 5 осуществляют укатку смеси. При этом перемещение вальцов 5 завершается ударом по слою асфальтобетонной смеси трамбующего бруса 10. При обратном движении вальцы 5 под действием пружины 7 или плоских пружин 6, действующих на рычаги 4, сходятся в исходное положение, продолжая укатывать смесь, а в это время трамбующий брус отрывается от уплотняемой поверхности и занимает верхнее исходное положение. Устройство допускает регулирование сдвиговой нагрузки, прилагаемой к смеси со стороны вальцов 5, что достигается с помощью тормозных устройств 8, на которых тормозной момент задается рукоятками 9. Неравенство тормозных моментов на вальцах 5 дает возможность устройству двигаться самостоятельно в том или ином направлении под действием вынуждающей силы, развиваемой вибротрамбующим механизмом 1. Сила на трамбующем брусе 10 также поддается регулированию за счет изменения расстояния последнего до уплотняемой поверхности. Для этого служит направляющая 11, в которой брус 10 имеет возможность установочного перемещения, т.е. возможность занимать определенное фиксированное положение по отношению к поверхности уплотняемого материала. Упругий элемент 12 обеспечивает брусу более длительный контакт с материалом, или, иначе говоря, более длительное напряженное состояние, обеспечивающее более эффективное накопление остаточных деформаций, в сравнении с жестким кратковременным ударом трамбующей плиты современной вибротрамбовки, повсеместно применяемой в практике проведения ремонтных работ дорожного покрытия.
Источник информации, принятый во внимание при составлении заявочных материалов:
1. Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов. Л., «Машиностроение», 1973, с.176.