УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ И РЕМОНТА ТВЕРДЫХ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ И АЭРОДРОМНЫХ ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫХ ПОЛОС
UNIT FOR LEVELLING AND REPAIR OF HARD ROAD PAVEMENTS AND AERODROME RUNWAYS

Изобретение относится к эксплуатационному содержанию автомобильных дорог, в частности к восстановлению асфальтобетонных покрытий, их выравниванию во впалых местах и в местах образования колеи, ликвидации выбоин, а также может быть использовано при ремонте взлетно-посадочных полос и иных аэродромных площадок с твердым покрытием.
Известна, например, фрезерная установка холодного среза неровностей дорожного покрытия «NEW HOLAND», которая срезает углы дорожных покрытий, подбирает нафрезерованную массу и подает транспортером в кузов самосвала для отправки ее на асфальтобетонный завод с целью последующей переработки. Хотя в этом варианте исключается сложная технология горячего ресайклинга (при помощи AR-2000), но все равно имеются эксплуатационные сложности.
Известен также, например, метод Применения холодного асфальтобетона при ямочном ремонте (смотри сайт http:yandex.ru). Этот метод основывается на засыпке ямок холодным асфальтобетоном и смачивании эмульсией его гранулометрического состава. Затем вся эта масса в ямке укатывается катком или утрамбовывается вибратором.
Известен патент RU №2005122 C1, E01C 23/06. «Установка для регенерации асфальтового покрытия», которое содержит смонтированные на самоходном шасси режущую фрезу для снятия изношенного слоя, бункер, шнековый распределитель и трамбовочно-выглаживающий инструмент.
Известно изобретение, патент RU №2215846 C1, E01C 23/06. «Сменное оборудование для ямочного ремонта», которое содержит емкость для щебня, механизм подачи щебня, баки для битумной эмульсии, компрессор со шлангами, возуховод, щебнепровод с наконечниками и рукоятками с кнопками управления. Сменное оборудование монтируется на базовую машину типа ПР-1.
Известен способ ремонта дорожного покрытия, в том числе выборочно (патент RU №2119406) путем фрезеровки деформированного покрытия; потом сфрезерованное смешивают со связующим, укладывается и уплотняется вибрацией под пригрузом.
Известно изобретение патент RU №2178476 «Способ ремонта асфальтобетонных покрытий», которое относится к способам ремонта и восстановления дорожных асфальтобетонных и цементобетонных покрытий, а также аэродромных взлетно-посадочных полос. Способ осуществляется путем создания углубления в дефектной зоне покрытия при помощи фрезерования и удаления поврежденного слоя, заполнения созданного углубления ремонтной смесью и уплотнения ее.
Известна виброплита, относящаяся к главной «малой дорожной технике», которая на сегодняшний день является самым востребованным видом из малой дорожной техники. Она предназначена для уплотнения сыпучих материалов, специализированных смесей, для уплотнения асфальта, асфальтобетона при ремонте и выравнивании твердых дорожных покрытий (смотри Google, www.vikspb.ru/832.html).
В качестве прототипа предлагается принять виброплиту «малой дорожной техники», содержащую раму, служащую защитным элементом установки и в качестве подъемной скобы, рычаг контроля прямого и обратного хода, дизельный двигатель на амортизационных подушках, специальные сбалансированные и изолированные направляющие для защиты рук оператора, износостойкую литую высококачественную нижнюю плиту, вибратор.
Известная конструкция прототипа виброплиты имеет ограничение в скорости перемещения между местами ремонта повреждений дорожных покрытий ямочным способом, а при значительных расстояниях требует подъемных и транспортных средств, к тому же при существующем методе ремонта выбоин и неровностей дорожного покрытия, когда материал наклеивается сверху дорожного полотна, ремонтирование станет ненадежным и недолговечным, а также неприемлемым для ремонта аэродромных взлетно-посадочных полос.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий; достижение возможности работы установки на широкодоступных ремонтных материалах; повышение качества и удлинение срока службы отремонтированных дорожных покрытий, а так же обеспечение возможности выполнять ямочные ремонты дорожных покрытий и в холодный период времени.
Технический результат достигается тем, что установка предлагаемого изобретения для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий оснащается виброплитой, обогреваемым бункером для асфальтобетона, подвесным винтовым шнеком, в нижней части винта которого встроенно специальное сверло, совпадающее впадинами своих витков со впадинами витков шнекового винта. Благодаря чему, вращая шнековый винт в одну сторону, высверливается в дефектных местах (впадинах, колеях) на дорожных покрытиях шпур, через который потом, вращая шнековый винт в ином направлении, закачивается из бункера асфальтобетон под полотно дорожного покрытия. При этом вибрационное усилие виброплиты, совпадая с направлением гравитационной силы и силой подачи винтом шнека асфальтобетона, под большим давлением заставляет асфальтобетон проникать под полотно дорожного покрытия и выравнивать его. А подогрев горячими газами, выходящими из выхлопной трубы двигателя тягача, внутрибункерного пространства и пространства под виброплитой, позволит выполнять ямочные ремонты твердых дорожных покрытий и в холодный период времени. Способ задвигания ремонтного материала (горячего асфальтобетона) под края дорожного покрытия при ямочном ремонте аналогичен вмонтированию латки в дорожное покрытие, благодаря чему сделает отремонтированный участок дорожного покрытия более надежным, качественным и с продолжительным сроком службы. Ремонт аэродромных взлетно-посадочных полос и иных цементобетонных площадок можно выполнять при помощи установки предполагаемого изобретения, только тогда надо менять сверло на буровую коронку, предназначенную для высверливания отверстий в цементобетонных конструкциях. А в качестве ремонтного материала использовать жидкий раствор цементобетона.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемая конструкция установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос отличается тем, что установка оснащается виброплитой на собственном шасси (которая одновременно служит и рабочим инструментом, и заменяет раму шасси), отличается подвесным винтовым шнеком с вмонтированным сверлом в конец шнекового винта, бункером, обогреваемым выхлопными газами двигателя тягача, а также благодаря обогреву подвиброплиточного пространства ремонтируемой выбоины в дорожном покрытии.
Таким образом, заявляемая конструкция установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос соответствует критерию изобретения «НОВИЗНА».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что дает право сделать вывод о соответствии критерию «СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ».
На фиг.1 изображен общий вид сбоку в транспортном положении установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос.
На фиг.2 изображен вид сбоку в разрезе установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос.
На фиг.3 изображен вид сверху (без показания бункера с целью упрощения вида) установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос.
Устройство установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос будет выглядеть следующим образом. Установка для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос включает виброплиту 1 (из толстолистовой стали) на собственном шасси 2, в котором виброплита 1 играет роль рамы (фиг.1, фиг.3). Шасси 2 состоит из колеса 3, стойки 4, цапфы 5, к цапфе 5 одним концом приварен V-образный рычаг 6, а второй конец V-образного рычага 6 шарнирно про помощи пальца 9 соединяется со штоком 7 гидроцилиндра 8. Гидроцилиндр 8 и V-образный рычаг 6 крепятся пальцами, также шарнирно к виброплите 1, через посредство неразъемных подшипниковых корпусов 10, при помощи болтов 11. Стойка 4 колеса 3 имеет упор 12 (для соприкасания с виброплитой 1) и закрепляется в цапфе 5 гайкой 13 (фиг.1). На виброплите 1 устанавливается бункер 14 с выходным патрубком 15. Установлен бункер 14 на опорах 16 (изготовленных из стальных швеллеров). Сверху бункер 14 закрывается крышкой 17 с ручкой 18 и имеет штуцер 19, на который надевается шланг 20 для подвода горячих выхлопных газов от выхлопной трубы двигателя тягача (не показано) с целью подогрева бункера 14 (фиг.1), а для подогрева пространства под виброплитой 1 и места подлежащего ремонту, устанавливается на выходном патрубке 15 штуцер 61, на который надевается шланг 62, для подвода горячих газов, а чтобы горячие газы свободно проходили из шланга 62 в пространство под виброплитой 1, необходимо подвесной винтовой шнек 37 поднять его гидроцилиндром 22, чтобы сверло 41 стало выше в выходной трубке 15, чем штуцер 61.
На виброплите 1 также жестко закреплена колонна 21 (из толстостенной стальной трубы), внутри которой вмонтирован гидроцилиндр 22, соединенный шарнирно своей нижней частью с колонной 21, а штоком - с передвижной трубой 23, в верхней части к которой приварена консоль 24 (фиг.2), а чтобы передвижная труба 23 не проворачивалась вокруг своей оси, к пазу колонны 21, вырезанному для движения вверх-вниз, консоли 24, приварены из стали направляющие пластины 25 с резиновыми пыльниками 26 (фиг.1). Гидроцилиндр 22 к гидросистеме подключается через штуцеры 27 и шланги 28 (фиг.2). Трущиеся поверхности передвижной трубы 23 и колонны 21 смазываются пресс-масленкой 29. Для монтажа и демонтажа передвижной трубы 23 в ее верхней части установлен рым-болт 30 (фиг.2). Чтобы через верхнюю часть колонны 21 в ее внутреннюю часть не попадали осадки и пыль, она прикрывается колпаком 31. К консоли 24 сверху приваривается подредукторная плита 32, на которой болтами крепится редуктор 33, приводимый в движение гидромотором 34, снизу к подредукторной плите 32 приваривается патрубок 35 с фланцем 36, к которому фланцево, при помощи болтов, крепится подвесной винтовой шнек 37 (фиг.1). Подвесной винтовой шнек 37 состоит из трубы 38, в которой вырезаны питательные окна 39, предназначенные для пропуска асфальтобетонной смеси из бункера 14 к шнековому винту 40, что вращается внутри трубы 38 и заодно с ней может подниматься или опускаться гидроцилиндром 22 через посредство подвижной трубы 23 и консоли 24. В нижней части шнекового винта 40 вмонтировано сверло 41, диаметр которого равен наружному диаметру трубы 38, в которую вставлен шнековый винт 40. Соответствие диаметра сверла 41 наружному диаметру трубы 38 необходимо, чтобы подвесной винтовой шнек 37 свободно мог опускаться в высверленный шпур в твердом дорожном покрытии для подачи под дорожное полотно смеси асфальтобетона из бункера 14 (фиг.2). Шнековый винт 40 приводится во вращение шестерней 42, сидящей на его шлицах. Осевым противоупором в редукторе 33 шнековому винту 40 от осевого смещения служат упорные шарикоподшипники 43: нижний упорный шарикоподшипник своей нижней частью упирается в выступ следующего участка шнекового винта 40, а верхней своей частью упирается в нижнюю часть крышки редуктора 44, а верхний упорный шарикоподшипник упирается нижней своей частью в верхнюю часть крышки 44 редуктора 33, а верхняя часть упорного шарикоподшипника 43 соприкасается с концевой шайбой 45, что прикрученная к торцу шнекового винта 40 болтами 46, а прикрывается этот подшипниковый узел крышкой подшипника 47, которая перед тем как закрываться заполняется густой смазкой. Чтобы не происходило вытекание смазки из масляной ванны корпуса 48 редуктора 33 или перетекание ее из под крышки 47, устанавливаются резиновые уплотнительные кольца 49. Гладкая верхняя часть шнекового винта 40, вращающаяся в трубе 38, смазывается пресс-масленкой 50 (фиг.2).
Во вращение все механизмы установки приводятся карданным механизмом 51 от тягача (не показан) к распределительной коробке 52, установленной на виброплите 1 (фиг.3). От распределительной коробки 52 вращение системой валов 53 передается на коробки поворота 54, а от них - на вибраторы направленных колебаний 55, а также от распределительной коробки 52 вращение передается на гидронасос 56, который питается маслом из масляного бака 57 и подает масло под давлением через шланги 28 к гидроцилиндрам 8, 22 и к гидромотору 34. Раскладка шлангов на установке не показана с целью неперенасыщения чертежей.
Пульт управления 58 установлен на виброплите 1 совместно с рабочим местом 59 на вибропоглотительном осовании.
При транспортировании установка для выравнивания и ремонта дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос прицепляется сцепкой 60 (фиг.1 и фиг 3), например, к трактору средней мощности.
Допускается изготовление установки самоходной с собственным силовым двигателем или дизель-генератором и воздухоподогревателем с электроподогревом воздуха, используемого для подогревания бункера, асфальтобетона и дефектного участка дорожного покрытия, которое находится под виброплитой 1, установленной в рабочее положение, и подлежит ремонту.
Работа установки для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий и аэродромных взлетно-посадочных полос будет происходить следующим образом. Перед началом работы, например устранение выбоины (ямочный ремонт) твердого дорожного покрытия, буксируют установку к дефектному участку на дороге, слегка делают подкапывание под дорожное полотно снизу, чтобы потом подлезал под дорожное полотно асфальтобетон при его вибропрессовании. После подготовки выбоины к ремонту наезжают на выбоину установкой, опускают на выбоину сверху виброплиту 1 путем поднятия колес 3 при помощи гидроцилиндров 8, в которые подается масло гидронасосом 56 через посредство шлангов (на чертеже условно их раскладка не отражена). Вращение гидронасос 56 получает от вала отбора мощности тягача через посредство карданного механизма 51, распределительной коробки 52 и промежуточного вала системы валов 53.
Если ремонт выбоины производится в холодное время, то прежде прогревается бункер 14 и пространство ремонтируемой выбоины, что находится под виброплитой 1, горячими выхлопными газами двигателя тягача через посредство шлангов 20, 62 и штуцеры 19, 61 (фиг.1). Чтобы горячие газы свободно проходили из шланга 62, через штуцер 61, выходной патрубок 15, а далее через него в пространство выбоины, что под виброплитой 1, необходимо приподнять подвесной винтовой шнек 37 консолью 24, передвигаемой гидроцилиндром 22, через посредство передвижной трубы 23, до уровня, чтобы сверло 41 стало выше штуцера 61. Тогда горячие газы из штуцера 61 через патрубок 15 беспрепятственно будут попадать под виброплиту 1. Труба 38 с питательными окнами 39 совместно с шнековым винтом 40 свободно перемещается вверх-вниз в патрубке 15, но вокруг своей оси труба 38 не проворачивается: она жестко соединена фланцами с патрубком 35.
После прогрева бункера 14 и выбоины под виброплитой 1 в бункер 14 заправляется горячий мелкозернистый асфальтобетон, включается из пульта управления 58, что на рабочем месте 59, гидромотор 34, который через шестерни 42 редуктора 33 начинает вращать винт 40 подвесного винтового шнека 37, а разом с этим включаются вибраторы направленных колебаний 55, которые также получают вращение от распределительной коробки 52 через посредство системы валов 53 с коробками поворота валов 54.
Под действием силы гравитации, толчков направленных колебаний виброплиты 1 и силы подачи винта 40 мелкозернистый асфальтобетон начнет подаваться под виброплиту 1 в выбоину под большим вибропрессовым усилием, расползаясь по выбоине, а затем подползать через подкопы под дорожное полотно, поднимая и поджимая его к нижней части виброплиты 1. Таким образом, латка на выбоине в твердом дорожном покрытии не наклеивается на него сверху, а вмонтируется в дорожное полотно снизу, чем обеспечится надежность, качественность ремонта дорожного полотна и увеличится его срок службы, ибо наклеиваемые сверху латки по старой технологии выделялись неровностями в плоскости дорожного полотна и быстро вылузывались, как сверху наклеиваемые.
Выравнивание твердых дорожных покрытий в местах впадин или образовавшейся колеи выполняется следующим образом: на дефективное место дорожного асфальтобетонного полотна ставится установка для выравнивания и ремонта твердых дорожных покрытий в рабочее положение (когда подняты колеса 3, фиг.2, фиг.3), подвесной винтовой шнек 37 опускается вниз (до касания сверлом 41 твердого дорожного покрытия) золотником гидрораспределителя с пульта управления 38, а затем гидроцилиндр 22 ставится в «плавающее» положение и включается, гидромотором 34 придается вращение винту 40 до высверливания шпура в дорожном полотне. После чего подвесной винтовой шнек 37 поднимают до уровня, когда сверло 41 станет выше штуцера 41, а затем подключают шланг 62 к выхлопной трубе двигателя тягача и начинают прогревать под виброплитой 1 дорожное полотно до его размягчения, чтобы оно стало податливым, а одновременно с этим прогревают и бункер 14. После чего в бункер 14 загружают горячий мелкозернистый асфальтобетон, опускают подвесной винтовой шнек 37, включают его, включают вибраторы направленных колебаний 55 и нагнетают горячий асфальтобетон под дорожное полотно до его выравнивания.
Выравнивание и ремонт аэродромных взлетно-посадочных полос выполняется таким же способом, как твердые автодорожные покрытия, только вместо асфальтобетона можно применять раствор цемента с, например, камнедробильным отсевом, а вместо сверла следует ставить бурильную коронку с алмазными вкрапинами.