Рабочий орган асфальтоукладчика

Асфальтобетон на исследованном минеральном порошке был внедрен на асфальтобетонном заводе ДСУ-2 «Красавтодорстроя». Была приготовлена асфальтобетонная смесь и уложена на территории транспортного цеха этого завода. По истечении трех дней были взяты пробные образцы - вырубки для исследования уже уложенного асфальтобетона. Результаты испытаний вырубок и переформованных из вырубок образцов приводятся в табл. 7.

Как видно из табл. 7, вырубки из покрытия и пе-

реформованные образцы, а также коэффициент уплотнения отвечают требованиям ГОСТ.

Был проведен расчет экономической эффективности применения в асфальтобетоне кеков скорректированного состава. За базовый состав был принят асфальтобетон на одной известняковой муке. За счет снижения стоимости минерального порошка экономический эффект составил 52 рубля на одну тонну асфальтобетонной смеси. По результатам исследований получен патент на изобретение.

Библиографический список

2009.

3. ГОСТ 12801-1998 Материалы на основе органических вяжущих для дорожного и аэродромного строительства. Методы испытаний, МНТКС. М., 1998.

1. ГОСТ Р 52129-2003 Порошок минеральный для асфальтобетонных и органоминеральных смесей. Технические условия. М., 2003.

2. ГОСТ 9128-2009 Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Технические условия. М.,

УДК 629.113.004

РАБОЧИЙ ОРГАН АСФАЛЬТОУКЛАДЧИКА

© А.В. Захаренко1, С.Т. До, В.Л. Чан2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Предложен новый рабочий орган асфальтоукладчика, который позволяет повысить предварительную степень уплотнения асфальтобетонной смеси за счет силового воздействия в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Предложено видоизменить схему силового воздействия на асфальтобетонную смесь и напряженно -деформированное состояние материала под рабочим органом, вследствие чего улучшится его структура, что позволит готовому покрытию эффективно воспринимать вертикальные и горизонтальные нагрузки от транспортных средств. Это повысит срок службы и снизит затраты на ремонт покрытия. Ил. 3. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: новый рабочий орган асфальтоукладчика; вибрационный ведущий гидрошинный валец; наклонный трамбующий брус; структура асфальтобетонного покрытия.

ASPHALT PAVER WORK TOOL A.V. Zakharenko , X.Th. Do, V.L. Tran

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article proposes a new work tool of the asphalt paver, which enables increased pre-compaction degree of asphalt concrete mix due to the force action in vertical and horizontal planes. It is suggested to modify the scheme of the force impact on the asphalt concrete mix and the stress-strain state of the material under the work tool. It will improve the material structure and allow the finished pavement to receive vehicles' vertical and ho rizontal loads effectively as well as to prolong the pavement service life and reduce its maintenance costs. 3 figures. 6 sources.

Key words: new work tool of asphalt paver; vibratory leading hydraulic tyre roll; inclined tamping beam; structure of asphalt concrete pavement.

Процесс укладки и уплотнения дорожно-строительных материалов является важнейшим в технологии строительства автомобильных дорог, так как полученные при этом значения плотности и ровности дорожного покрытия обеспечивают необходимые уровни прочности и устойчивости всего объекта к воз-

действию эксплуатационных и природных факторов. Поэтому требования нормативных документов, предъявляемые к асфальтоукладчикам, высоки [1].

Современные асфальтоукладчики обеспечивают требуемые показатели уплотнения и ровности покрытия, но в настоящее время этого не достаточно.

1Захаренко Анатолий Владимирович, доктор технических наук, профессор кафедры строительных дорожных машин и гидравлических систем, тел.: 89148849742

Zakharenko Anatoly, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Construction, Roadmaking Machinery and Hydraulic Systems, tel.: 89148849742.

2До Суан Тхань, аспирант, e-mail: xuanthanhnb2012@gmail.com Do Xuan Thanh, Postgraduate, e-mail: xuanthanhnb2012@gmail.com

3Чан Ван Лыонг, аспирант, e-mail: tranluong0350@gmail.com Tran Van Luong, Postgraduate, e-mail: tranluong0350@gmail.com

По данным главного технолога ЗАО «ВАД» (Высококачественные автомобильные дороги) г. Санкт-Петербурга к.т.н. М.П. Костельова и профессора Эль-ка Рихтера из Эрфуртского технического университета (Германия), все (100%) дефекты и разрушения асфальтобетонных покрытий на дорогах мира возникают главным образом по трем причинам:

• 50% - низкое, в том числе неоднородное, качество уплотнения;

• 30% - плохой подбор гранулометрического состава смеси или отступления от разработанных рецептов;

• 20% - низкое качество материалов, входящих в состав смеси (щебень, песок, минеральный порошок, битум, добавки), и плохое обволакивание частиц смеси битумом при её приготовлении на асфальтобетонном заводе.

Это подтверждается данными таблицы и графика, приведенного на рис.1.

Анализ данных таблицы показывает, что при повышении коэффициента уплотнения от 0,99 до 1,02 прочность и долговечность асфальтобетонного покрытия возрастают приблизительно на 35 и 40%. При этом резко уменьшается колееобразование. Эти дан-

ные подтверждаются и графиком (рис.1), из которого видно, что по сравнению с нормативно уплотнённым асфальтобетоном (Ку=98,3% по Маршаллу) более плотный слой (Ку=101 %) выдерживает более чем четырёхкратное увеличение числа циклов нагружения тестовым колесом до появления колеи одинаковой глубины. Это подтверждает важность повышения требований к качеству уплотнения. В процессе уплотнения характеристики материала изменяются. Увеличиваются внутреннее трение и сцепление, что вызывает увеличение прочности, модулей упругости и деформаций. Растёт также сдвигоустойчивость (ттах) материала в соответствии с уравнением Кулона:

Tmax=N•tgp+C,

где N - вертикальные (нормальные) давления на площадке сдвига; р, С - внутреннее трение и сцепление в материале. Внешне это проявляется в снижении погружения вальца в материал и уменьшении волнообразования перед ним. Из-за этого, в свою очередь, уменьшаются пористость, определяющая долговечность, и такие важные характеристики, как коэффициенты сопротивления качению и сцепления вальцов катка с уплотняемым материалом.

Влияние качества уплотнения на прочность и долговечность асфальтобетона в дорожном

покрытии и образование колеи

Коэффициент уплотнения 0,95 0,97 0,98 0,99 1,0 1,01 1,02

Прочность, % 55-60 75 88 100 110 122 ~135

Долговечность, % 40-45 70 85 100 112 125 ~140

Количество проходов тестового колеса до появления колеи (10, 15 или 20 мм), % * 40 57 69 100 180 300 ~470

*100% соответствуют 3100 (колея 10 мм), 5200 (колея 15 мм) и 8500 (колея 20 мм) проходам тестового колеса (циклам).

Рис. 1. Лабораторные опыты Э. Рихтера (обработка ЗАО «ВАД»). Влияние качества уплотнения асфальтобетонного покрытия на скорость появления на его поверхности колеи шина гладкая (или на количество циклов нагружения тестовым колесом до появления

колеи глубиной 10,15 или 20 мм)

Кроме того, как показали результаты исследований, в процессе укладки и предварительного уплотнения дорожного покрытия создаётся структура материала, способная хорошо воспринимать только вертикальные эксплуатационные нагрузки, поскольку она сформировалась под действием нормальных напряжений от колеблющихся в вертикальной плоскости трамбующих брусьев и вибрационных плит асфальтоукладчиков. В то же время от колёс движущего автотранспорта возникают и значительные горизонтальные нагрузки, особенно на поворотах и перекрёстах [1].

Поэтому, для того чтобы устранить это недостаток, то есть создать структуру асфальтобетонного покрытия, способную воспринимать вертикальные и горизонтальные нагрузки, рабочий орган асфальтоукладчика должен соответствовать следующим требованиям:

1. Форма рабочего органа должна быть максимально приближенной к форме колес.

2. Направление воздействия на материал должно быть подобным направлению, которое возникает при качении колес автомобилей.

3. Движение нового рабочего органа должно создавать многократные повторяющиеся воздействия на слой [2].

При взаимодействии колес автомобиля с покрытием в зоне контакта возникают динамические вертикальные, продольные и поперечные касательные силы, значение которых зависит от типа автомобиля, шины, нагрузки, природно-климатических условий и т.п. [3]. Механизм взаимодействия с покрытием ведущего и ведомого колес различен. Возникающие в контакте касательные силы различают по величине и направлению. У большинства современных автомобилей преобладают ведущие колеса, касательные усилия которых больше по величине и направлены противоположено направлению движения. Поэтому в составе нового рабочего органа асфальтоукладчика предлагается использовать вибрационный ведущий гидрошинный валец [4].

Р.кН 1,8

1,4

1,0

0,6

0,2

90 80 70 60 50

а., -ГРАД

Рис. 2. Влияние угла приложения усилия на сопротивление деформированию асфальтобетонных смесей

На рис. 2 показано влияние угла приложения усилия на сопротивление деформированию асфальтобетонных смесей [5]. При угле 55-600 приложения усилия сопротивление деформированию асфальтобетонных смесей минимальное для всех типов асфальтобетонной смеси. Поэтому, чтобы более эффективно воздействовать на асфальтобетонную смесь в горизонтальной плоскости и обеспечить минимальное влияние сопротивления деформированию асфальтобетонной смеси на рабочий орган, предлагается использовать наклонный трамбующий брус под углом 55-600 к направлению движения асфальтоукладчика согласно патенту 1413172 РФ, МПК Е01С 19/48, 1986 [6].

Рис.3. Рабочий орган асфальтоукладчика: 1 - трамбующий брус; 2 - вибрационный гидрошинный ведущий

валец; 3 - выглаживающая плита с вибратором

На рис. 3 показана схема рабочего органа асфальтоукладчика. Трамбующий брус 1 расположен под углом 55-600 к направлению движения асфальтоукладчика и снабжен регулятором его положения. Частота трамбующего бруса и его ход соответствуют техническим характеристикам обычного асфальтоукладчика. При возвратно-поступательном движении трамбующего бруса под указанным углом на укладываемую смесь действуют нагрузки одновременно по вертикальной и горизонтальной плоскостям. Горизонтальные нагрузки направлены противоположно движению укладчика.

В качестве заполняющей жидкости при работе в условиях положительных температур используется вода. При отрицательных температурах в шины заливается раствор поваренной соли.

Виброплита, расположенная за вальцом, выполняет задачу выравнивания поверхности после воздействия трамбующего бруса и вальца.

При укладке новый рабочий орган многократно действует на асфальтобетонную смесь и создает перемещение частиц материала в горизонтальной плоскости назад с одновременным перемещением их в вертикальном направлении вниз.

Рис. 4. Вибрационный ведущий гидрошинный валец: 1 - шина; 2 - валец; 3 - монтажный диск; 4 - привод хода;

5 - вибратор; 6 - гидромотор

За трамбующим брусом расположен вибрационный гидрошинный валец. На рис. 4 показана схема вибрационного ведущего гидрошинного вальца. Шины 1, снабженные дисками 2, установлены на обечайке, контактируя друг с другом боковыми поверхностями. Торцевые поверхности вальца закрыты пластинами 3. Такая схема расположения шин обусловлена их меньшей жесткостью в осевом направлении. Взаимное опирание позволяет исключить вредную пульсацию шин в этом направлении под воздействием отраженных от уплотненного материала волн за счет их самоуравновешивания [4].

Для повышения жесткости и понижения потерь возмущающей силы вибратора шины заполнены жидкостью, которая является несжимаемым телом, что обеспечивает эффективность уплотнения при любом давлении в шинах. Вибратор создает колебания, которые через шины с жидкостью передаются на уплотняемый материал, тем самым в материале снижается внутреннее трение и сцепление между его частицами, что приводит к повышению уплотнения.

Таким образом, применение предлагаемого рабочего органа асфальтоукладчика позволяет решить ряд актуальных экономических задач при строительстве асфальтобетонных покрытий:

во-первых, в отличие от существующих укладчиков предлагаемый асфальтоукладчик позволяет повысить качество уплотнения, так как видоизменяет схему силового воздействия на асфальтобетонную смесь, при этом структура слоя изменяется, что позволяет эффективно воспринимать вертикальные и горизонтальные нагрузки;

во-вторых, сокращается время на укладку и уплотнение смеси, что расширяет погодно-климатические и температурные рамки строительства дорожных покрытий из горячих смесей;

в-третьих, внедрение предлагаемого асфальтоукладчика может привести к значительному сокращению звена дорожных катков, применяемых при укатке асфальтобетонных смесей.

Все это обеспечивает повышение срока службы и снижение затрат на ремонт покрытия.

Библиографический список

1. Захаренко А. В., Пермяков В. Б., Семёнов А. С. Перспективы развития конструкций асфальтоукладчиков и дорожных катков // Строительные и дорожные машины. 2005. №1. С.19 -23.

2. Шестопалов Л.А., Иванченко С.Н., Сидорков В.В. Основные принципы синтеза конструкции и кинематики уплотняющего рабочего органа асфальтоукладчика. Хабаровск, 1997.

3. Сильянов В.В., Домке Э.Р. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц. М., 2008. С.368.

4. Пат. 227189 РФ, МПК Е01С 19/27. Валец дорожного катка / А.В. Захаренко, В.Б. Пермяков, В.В. Белов и др. Заявл. 17.04.02; опубл. 20.04.04, Бюл. №31.

5. Захаренко А.В. Теоретические и экспериментальные исследования процессов уплотнения катками грунтов и асфальтобетонных смесей: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Омск, 2005. 46 с.

6. А.с 1565935 СССР, МПК Е01С 19/48. Рабочий орган асфальтоукладчика / В.Б.Пермягков, А.В.Захаренко, М.Н.Ахилбеков. Заявл. 03.02.87; опубл. 23.05.90.

УДК 628.3

РЕАГЕНТНОЕ УДАЛЕНИЕ ФОСФАТОВ ИЗ СЛИВНЫХ ВОД

© А.Ф. Колова1, Т.Я. Пазенко2, Е.М. Чудинова3

Сибирский федеральный университет, 660041, Россия, г. Красноярск, пр. Свободный, 82.

Проведены экспериментальные исследования по подбору оптимального типа и дозы реагента для удаления фосфатов из сливной воды, образующейся при механическом обезвоживании смеси избыточного активного ила и осадка на декантерах. Наилучшие результаты получены при использовании сульфата алюминия дозой 12 мг/л, что соответствует расходу 1,3 кг алюминия на 1 кг осажденного фосфора. Предложена технологическая схема очистки сточных вод и обработки осадка, включающая узел реагентного удаления фосфатов из фугата. Ил. 1. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: городские сточные воды; сливные воды; фугат; фильтрат; фосфаты; реагенты; сульфат алюминия; оксихлорид алюминия; соли железа; декантеры; бишофит; струвит.

PHOSPHATE REAGENT REMOVAL FROM WASTE WATER A.F. Kolova, T.Y. Pazenko, E-М. Chudinova

Siberian Federal University,

82 Svobodny pr., Krasnoyarsk, 660041, Russia.

The article reports on the conducted experimental researches on the selection of the reagent optimal type and dose in order to remove phosphates from the drain water produced under mechanical dehydration of surplus active sludge and sediment mixture in decanters. The best results have been obtained when using aluminum sulphate in a dose of 12 mg/l, which corresponds to the consumption of 1.3 kg of aluminum per 1 kg of precipitated phosphorus. The authors propose a process flow diagram of sewage and sludge treatment that includes a unit of phosphorus reagent removal from centrate. 1 figure. 2 tables. 4 sources.

Key words: municipal waste waters; drain water; centrate; filtrate; phosphates; reagents; aluminum sulphate; aluminum oxychloride; iron salts; decanters; bischofite; struvite.

Обезвоживание осадков, образующихся на станциях биологической очистки сточных вод, проводят как в естественных условиях на иловых площадках, так и на сооружениях механического обезвоживания. Для больших и средних городов с развитой инфраструктурой сушка на иловых площадках нерациональна. Поэтому на сегодняшний день осадки обезвоживают механическим путем, используя для этой цели вак-кум-фильтры, фильтр-прессы и центрифуги. Образу-

ющиеся при этом сливные воды (фугат, фильтрат) сбрасывают в систему канализации площадки или сразу в голову очистных сооружений. Это приводит к увеличению нагрузки по взвешенным веществам, органическим загрязнениям и биогенным элементам. Содержание биогенных элементов в сливных водах в значительной степени зависит от принятой технологии обработки осадков. Так, при сбраживании и аэробной стабилизации осадков при распаде органического ве-

1 Колова Алевтина Фаизовна, кандидат химических наук, доцент кафедры инженерных систем, зданий и сооружений, тел.: 89504257337, e-mail: alevtina. kolova@yandex.ru

Kolova Alevtina, Candidate of Chemistry, Associate Professor of the Department of Engineering Systems of Buildings and Structures, tel.: 89504257337, e-mail: alevtina. kolova@yandex.ru

2Пазенко Татьяна Яковлевна, кандидат технических наук, доцент кафедры инженерных систем, зданий и сооружений, тел.: 89069737450, e-mail: pazenkotat @ yandex.ru

Pazenko Tatyana, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Systems of Buildings and Structures, tel.: 89069737450, e-mail: pazenkotat @ yandex.ru

3Чудинова Екатерина Михайловна, магистрант кафедры инженерных систем, зданий и сооружений, тел.: 89029169879, email: pazenkotat@yandex.ru

Chudinova Ekaterina, Graduate Student of the Department of Engineering Systems of Buildings and Structures, tel.: 89029169879, email: pazenkotat@yandex.ru