Устройство для укладки асфальта и нанесения разметки автодороги
ASPHALT LAYING AND ROAD MARKING DEVICE

Изобретение относится к устройствам в области строительства. В настоящее время укладку асфальта в дорожную одежду автодорог осуществляют асфальтоукладчики, уплотнение осуществляют катками, нанесение разметки - специальными машинами. При этом наблюдается низкая производительность труда, неравномерное уплотнение асфальта. На качество асфальтового покрытия оказывает существенное влияние человеческий фактор.
Известны гусеничные и колесные асфальтоукладчики (патенты RU №2024677, МПК Е01С 19/48 и RU №2024678, МПК Е01С 19/48), содержащие приемный бункер, гидроприводные питатели с распределительными шнеками, уплотняющий рабочий орган и другие элементы конструкции. Недостатком конструкций является выполнение лишь укладки асфальта с его первичным уплотнением.
Наиболее близким техническим решением является устройство формирования оснований автодорог (патент RU №2766852, МПК Е01С 19/00, опуб. 16.03.2022, БИ №8), включающее гидромотор-редукторы, гусеницы, гидронасосы, бункеры песка, телескопические гидроцилиндры. Недостатком конструкции является невозможность выполнения комплекса работ для укладки асфальта, его уплотнения и нанесения разметки автодороги.
Задачей изобретения является создание высокопроизводительного устройства непрерывного действия, осуществляющего весь комплекс работ, связанных с укладкой асфальта, его уплотнением, нанесением разметки автодороги, а также исключение влияния человеческого фактора на качество асфальтового покрытия автодорог.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемое устройство в автоматическом режиме осуществляет: укладку и многостадийное уплотнение слоя пористого и слоя плотного асфальта, в том числе с покрытием черным щебнем, и нанесение разметки автодороги. При этом автоматически регулируется усилие воздействия катков и плит на слои асфальта, осуществляется координация устройства по направлению перемещения, высоте, продольному и поперечному уклону, нанесение горизонтальной разметки автодороги. При ремонте автодорог устройство осуществляет укладку и уплотнение выравнивающего слоя. Новые существенные признаки:
- между бункером черного щебня и бункером плотного асфальта, бункером плотного асфальта и резервным бункером «С», резервным бункером «С» и бункером пористого асфальта «Т», установлены емкости;
- снизу к емкостям прикреплены распределительные трубы с электроуправляемыми кранами;
- к распределительным трубам присоединены фитили;
- между бункером плотного асфальта и резервным бункером «С» установлена цистерна с форсунками;
- между рамой верхней и рамой нижней расположены две электроподогреваемые емкости с электроуправляемыми кранами;
- снизу к электроподогреваемым емкостям прикреплены распределители;
- к двум распределителям присоединены установки разметки автодороги;
- к одному распределителю присоединена установка разметки.
Совокупность известных и отличительных существенных признаков заявляемого устройства не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.
Новый технический результат заключается в том, что использование предлагаемого устройства позволит осуществить в автоматическом режиме комплекс работ, направленных на укладку асфальта, его уплотнение и нанесение разметки автодороги, что способствует увеличению производительности труда при строительстве и ремонте автодорог и улучшению их качества.
На фиг.1 показана схема устройства, вид справа; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А - А; на фиг.4 - разрез Б - Б; на фиг.5 - то же, но с энергетической установкой и дополнительным гидронасосом; на фиг.6 - вид В; на фиг.7 - схема расположения емкостей для хранения гидравлической рабочей жидкости и гидроаккумулятора; на фиг.8 - сечение Г - Г; на фиг.9 - схема расположения гидронасосов; на фиг.10 - схема расположения силовой и регулирующей аппаратуры гидросистемы; на фиг. 11 - схема расположения стоек левых и стоек правых с кранами растормаживания; на фиг.12 - сечение Д - Д; на фиг.13 - схема расположения бункера черного щебня, бункера плотного асфальта и бункеров пористого асфальта; на фиг.14 - схема расположения уплотняющих устройств; на фиг.15 - схема расположения экспресс-анализаторов с блоком управления и сигнализации (БУС); 16 - схема расположения емкостей; на фиг.17 - схема работы устройства; на фиг.18 - схема загрузки пористого асфальта; на фиг.19 - схема загрузки плотного асфальта и черного щебня.
Стойки 4 (фиг.1) соединяют раму верхнюю 5 с рамой нижней 19. К раме верхней сверху присоединены две спутниковые антенны 1, приварены помосты 2, шесть бортов 7, ограничивающих три въезда для автосамосвалов. Три стойки левые 3 и три стойки правые 6 (фиг.1, 11) с кранами растормаживания и кранами гидросистемы также присоединены к раме верхней. К раме нижней шарнирно присоединены шесть кулис 8 (фиг.1), а к ним - три рамы въездов 9. К каждой раме въезда снизу присоединены два телескопических гидроцилиндра 11 (фиг.1, 10) с опорами 12 и пружинами 10. Снизу к раме нижней шарнирно присоединены поводки 18. К поводкам присоединены четыре бруса 14 с осями. На осях брусьев установлены катки ходовой части 16. Брусья служат опорой для валов звездочек 13. Звездочки и катки ходовой части охватывают четыре гусеницы 17. Положением гусениц управляют гидроцилиндры управления ходовой частью 15 (фиг.1, 18). Привод перемещения устройства формирования основания автодороги от гидромотор-редукторов ходовой части 51 (фиг.10). К раме верхней приварены дорожки 21 (фиг.2, 3, 4, 12), выполненные из прямоугольных труб. На ней также установлены барабаны 20 (фиг.2, 3, 4), для привода гидронасосов 39 (фиг.9). Между рамой верхней и рамой нижней расположены две электроподогреваемые емкости 22 (фиг.3, 16) с электроуправляемыми кранами. Между ними также расположены: бункер черного щебня 24 (фиг.3, 13), бункер плотного асфальта 26 и два бункера пористого асфальта 34 (фиг.4, 13), в том числе один резервный. Снизу к бункерам приварены выглаживающие брусья 27 (фиг.3, 4). К раме верхней шарнирно присоединены кулисы заслонок 33 с заслонками 31. Положения заслонок устанавливают гидроцилиндры управления заслонками 32 (фиг.3, 4, 10). Между бункером черного щебня и бункером плотного асфальта, бункером плотного асфальта и бункером пористого асфальта и бункерами пористого асфальта расположены катки 28 (фиг, 3, 4, 14) с приводом от гидромоторов привода катков 29 (фиг.3, 4, 10). Их небольшой вращающий момент предотвращает сгруживание уплотняемого асфальта перед катками. К стойкам присоединены гидроцилиндры управления катками 23. К гидроударникам 25 (фиг.3, 10), прикрепленным к бункеру плотного асфальта и бункеру пористого асфальта, снизу присоединены плиты 30 (фиг.3, 14). Емкостями для хранения гидравлической рабочей жидкости служат полые помосты (фиг.7). Они разделены на части так, чтобы обеспечить поступление гидравлической рабочей жидкости к гидронасосам при любом допустимом продольном и поперечном уклоне автодороги. Для хранения гидравлической рабочей жидкости под давлением на раме нижней размещен гидроаккумулятор 35 (фиг.4, 7, 8) большой емкости. Он содержит (фиг.8): две пружины 48, два поршня 49, амортизаторы 50. К нему присоединены: труба подачи 44, труба расхода 45, датчик наполнения 46 и труба аварийного сброса 47. Труба подачи соединена с гидронасосами, труба расхода - с силовой и регулирующей аппаратурой гидросистемы, труба аварийного сброса - с емкостями для хранения гидравлической рабочей жидкости. Датчик наполнения соединен проводами с блоком управления и сигнализации 57 (БУС) (фиг.15). С ним также соединены проводами экспресс-анализаторы 56 плотности уплотняемого материала. Гидросистема устройства также включает присоединенные к раме нижней (фиг.10): делитель-регулятор потока 53 гидравлической рабочей жидкости к гидромотор-редукторам ходовой части, гидрораспределитель управления положением 54 ходовой части и гидрорегулятор 55, а к раме верхней -гидрораспределитель ударников 52. Около гидроаккумулятора расположены: ресивер 37 (фиг.4, 6), компрессор 40 (фиг.6) и генератор 42, приводимые от гидромотора привода 41, ресивер первичного растормаживания 43. Ресивер сообщен с емкостями, цистерной, электроподогреваемыми емкостями, емкостями для хранения гидравлической рабочей жидкости и, через краны растормаживания на стойках правых и стойках левых, с тормозами барабанов. Ресивер первичного растормаживания сообщен с штоковыми полостями гидропневмоцилиндров и, через краны растормаживания на стойках правых и стойках левых, с тормозами барабанов. Гидропневмоцилиндры 36 (фиг.4, 10) присоединены к траверсе рамы нижней и, штоками, к рамам въездов.
Между бункером черного щебня и бункером плотного асфальта, бункером плотного асфальта и резервным бункером «С», резервным бункером «С» и бункером пористого асфальта «Т» (фиг.16), установлены емкости 58. Снизу к емкостям прикреплены распределительные трубы 61 с электроуправляемыми кранами. К распределительным трубам присоединены фитили 60. Между бункером плотного асфальта и резервным бункером «С» установлена цистерна 59 с форсунками 62. Снизу к электроподогреваемым емкостям прикреплены распределители 65. К двум распределителям присоединены установки 63 нанесения разметки автодороги и одному -установка разметки 64.
Устройство для укладки асфальта и нанесения разметки автодороги, предназначенное для создания одновременно двух полос автодороги I или II категории, можно оперативно перестроить на покрытие автодороги III категории, поместив в бункеры пористого асфальта, бункер плотного асфальта и бункер черного щебня (фиг.13) стенки, ограничивающие ширину укладки асфальта в полотно дороги в соответствии со стандартом (показано штрих-пунктиром). Можно также перестроить на формирование основания автодороги IV категории, поместив в бункеры пористого асфальта, бункер плотного асфальта и бункер черного щебня другие стенки (показано штриховой линией). Для укладки асфальта в одну полосу автодороги бункеры посередине перекрывают временной перегородкой, отключают половину гидроударников и используют только два въезда.
Возможно оснащение устройства формирования основания автодороги (фиг.5) энергетической установкой 38 с дополнительным гидронасосом.
Устройство для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог устанавливают в начале планируемого участка строительства или ремонта. Если производят строительство автодороги, используют первый от въезда бункер «Г» пористого асфальта (фиг.17), а бункер пористого асфальта «С» резервный. Если производят ремонт автодороги, бункер пористого асфальта «Т» используют для укладки выравнивающего слоя, а нижний слой укладывают из бункера пористого асфальта «С».
Перед началом работы заполняют цистерну битумом (фиг.16), емкости - водой, электроподогреваемую емкость «Л» (фиг.16, 17), полимерным расплавом белого цвета, электроподогреваемую емкость «Ж» расплавом желтого цвета. Закачивают воздух в ресивер первичного растормаживания (фиг.6), включают блок управления и сигнализации (БУС) (фиг.15) и опускают одну раму въезда (фиг.18, а), подав сжатый воздух в штоковые полости двух гидропневмоцилиндров. Водитель первого автомобиля «М», груженого пористым асфальтом, заезжает по дорожкам на раму въезда так, чтобы колеса среднего и заднего моста оказались между соответствующих барабанов. Он, не выходя из кабины, открывает кран растормаживания на первой по ходу стойке левой. Сжатый воздух из ресивера первичного растормаживания освобождает барабаны. Водитель включает передачу. Колеса среднего и заднего моста автомобиля вращают барабаны. Барабаны вращают валы гидронасосов, которые засасывают рабочую жидкость из емкостей для хранения гидравлической рабочей жидкости и направляют ее гидроаккумулятор (фиг.8) через трубу подачи. Гидравлическая рабочая жидкость воздействует на поршни, перемещает их, сжимая пружины. Когда сработает датчик наполнения, раздается звуковой сигнал. В это время гидромотор привода (фиг.6), вращая одновременно вал генератора и вал компрессора, обеспечивает устройство формирования основания автодороги электроэнергией и сжатым воздухом. Сжатый воздух поступает сначала в ресивер первичного растормаживания до заполнения, затем в ресивер. Так как ресивер сообщается с цистерной, емкостями, электороподогреваемыми емкостями и емкостями для хранения гидравлической рабочей жидкости, в них создается избыточное давление, которое способствует при работе вытеканию битума, воды, расплава, гидравлической рабочей жидкости и препятствует проникновению пыли извне в битум, воду, расплав и гидравлическую рабочую жидкость. Водитель выключает передачу, закрывает кран растормаживания и открывает кран гидросистемы. Рабочая жидкость поступает сначала в два телескопических гидроцилиндра, поворачивая раму въезда (фиг.18, б), а затем в подпоршневые полости гидропневмоцилиндров, поднимая раму въезда (фиг.18, в). Водитель перемещает автомобиль «М», так, чтобы колеса среднего и заднего моста оказались между соответствующих барабанов для выгрузки в первый (по ходу устройства) бункер пористого асфальта (фиг.18, г). Он растормаживает соответствующие барабаны, включает передачу и пополняет гидроаккумулятор, одновременно выгружая нагретую смесь в бункер пористого асфальта (фиг.18, д). Затем автомобиль съезжает по дорожкам с устройства формирования основания автодороги. Загрузка смеси во второй (по ходу устройства) бункер пористого асфальта происходит аналогично (фиг.18, е) и (фиг.18, е). Аналогично производят загрузку смеси с двух других въездов. Загрузку плотного асфальта и черного щебня (фиг.19) производят в той же последовательности, но автомобиль «М» въезжает на устройство задним ходом. Каждый последующий автомобиль в ходе выгрузки дорожно-строительных материалов пополняет гидроаккумулятор гидравлической рабочей жидкостью до появления звукового сигнала.
Когда количество пористого асфальта, плотного асфальта и черного щебня достигнет нужного уровня, БУС подает сигнал в делитель-регулятор потока, который направляет рабочую жидкость в гидромотор-редукторы. Гидромотор-редукторы посредством звездочек вращают гусеницы. Начинается перемещение устройства (фиг.17). При его перемещении выглаживающий брус первого (по ходу устройства) бункера пористого асфальта производит разравнивание и первичное уплотнение нижнего слоя «А1» на основании автодороги «О». Первый каток (фиг.4, 14) производит вторичное уплотнение слоя «А1» (фиг.17). В начале движения устройства из емкостей через распределительные трубы вода поступает к фитилям, примыкающим к каткам. Вода предотвращает прилипание асфальта к поверхностям катков и способствует охлаждению смеси. Так как емкости сообщаются с ресивером, воду из них выдавливает сжатый воздух при любом продольном и поперечном наклоне устройства. Катки, присоединенные к бункеру пористого асфальта «С», производят дальнейшее уплотнение пористого асфальта слоя «А1». Гидроударники за счет давления рабочей жидкости приподнимают плиты, а затем ударяют их о слой пористого асфальта, трамбуя его. Гидрораспределитель ударников работает так, что гидроударники воздействуют на плиты в обе стороны от центра основания автодороги к краям поочередно. Устройство производит пятикратное уплотнение слоя «А1». Если производят ремонт автодороги, то смесь в выравнивающий слой, поступающую из бункера пористого асфальта «Г», уплотняют трижды. Смесь, поступающую из бункера пористого асфальта «С», уплотняют также трижды, в том числе трамбовкой. Слой битума «Б», поступающий на поверхность слоя «А1» (фиг.16, 17) из цистерны через форсунки служит для связывания слоев «А1» и «А2» (фиг.17). Так как цистерна сообщается с ресивером, битум из нее выдавливает сжатый воздух.
Выглаживающий брус бункера плотного асфальта производит разравнивание и первичное уплотнение слоя плотного асфальта «А2» (фиг.17). Дальнейшее уплотнение слоя «А2» производят два катка (фиг.3, 14). Если для повышения сцепных качеств автомобилей используют черный щебень «ЧЩ» из бункера черного щебня (фиг.17), его разравнивает и вдавливает в слой «А2» выглаживающий брус, а затем каток (фиг.3, 14).
Сжатый воздух воздействует также на расплав, выдавливая его в распределители, так как электроподогреваемые емкости сообщаются с ресивером. Из одного распределителя (фиг.16) через установки разметки 64, в соответствии с командой БУС, происходит разметка, разделяющая транспортные потоки и обозначающая край проезжей части. Из двух распределителей через установки 63, в соответствии с командой БУС, производится остальная разметка «Р» автодорог (фиг.17). Пополнение цистерны битумом, емкостей - водой, электроподогреваемых емкостей - расплавом осуществляют без остановки устройства из специализированных автомобилей.
Работа устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог происходит автоматически. Давлением катков на соответствующие слои управляет гидрорегулятор посредством гидроцилиндров управления катками. При этом на катки переносится сила тяжести устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог, часть силы тяжести автомобилей, находящихся на выгрузке, дорожно-строительного материала в их кузовах и в бункерах. Экспресс-анализаторы (фиг.15) сверяют плотность дорожно-строительных материалов с эталонной плотностью по всей ширине слоев, посылая сигналы в БУС. Если где-то плотность дорожно-строительного материала становится менее эталонной, БУС посредством делителя-регулятора потока (фиг.10) ограничивает поток рабочей жидкости в гидромотор-редукторы, уменьшая скорость устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог, а гидроцилиндры управления соответствующим катком увеличивают давление катка на слой. При этом электроуправляемые краны частично прикрываются, уменьшая потоки битума. Если плотность дорожно-строительного материала становится существенно выше эталонной, БУС посредством делителя-регулятора потока увеличивает поток рабочей жидкости в гидромотор-редукторы, увеличивая скорость устройства, а гидроцилиндры управления соответствующего катка уменьшают его давление на слой. При этом электроуправляемые краны приоткрываются, увеличивая потоки битума.
Спутниковые антенны (фиг.1, 2) связаны с БУС (фиг.15) и обеспечивают координацию устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог по направлению перемещения, высоте, продольному и поперечному уклону. Для обеспечения поворота вправо устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог БУС посылает сигнал в делитель-регулятор потока (фиг.10). Делитель-регулятор потока увеличивает количество гидравлической рабочей жидкости, подаваемое к гидромотор-редукторам привода левых гусениц и уменьшает количество рабочей жидкости, подаваемое к гидромотор-редукторам привода правых гусениц. В момент поворота осуществляется блокировка рам въезда и телескопических гидроцилиндров в поднятом положении, поэтому весь процесс поворота на вираже автодороги осуществляется циклически. Поворот влево устройства для укладки асфальта и нанесения разметки автодорог осуществляется аналогично. При этом делитель-регулятор потока увеличивает количество рабочей жидкости, подаваемое к гидромотор-редукторам привода правых гусениц и уменьшает количество рабочей жидкости, подаваемое к гидромотор-редукторам привода левых гусениц. Координацию устройства формирования основания автодороги по высоте, продольному и поперечному уклону осуществляет по команде БУС гидрораспределитель управления положением посредством гидроцилиндров управления ходовой частью (фиг.1, 15). Спутниковые антенны и БУС также обеспечивают стандартный поперечный уклон асфальтового покрытия, нужный его уклон на виражах и правильное нанесение горизонтальной дорожной разметки.