Тема 13  Машины для устройства дорожных одежд

Перед строительством дорожных одежд производят подготовку земляного полотна. Геометрические характеристики полотна должны соответствовать проектным параметрам по уплотнению и ровности. Нежесткие дорожные одежды (асфальтобетонное покрытие) устраивают на основании из укрепленных или неукрепленных материалов. Дополнительные слои основания выполняют функции несущих, морозозащитных, дренирующих и капиляропрерывающих слоев. Материалы слоев выбирают в зависимости от назначения слоев. Прочность грунтовых дорожных оснований и покрытий может быть увеличена за счет внесения в них вяжущих материалов и смешения их непосредственно на полотне дороги. Обработка грунта складывается из операций измельчения, внесения вяжущих материалов, перемешивания, выравнивания и уплотнения.

Последовательность операций по устройству дорожных одежд такова:

- образование корыта дороги;

- доставка материалов основания;

- распределение материалов основания;

- уплотнение уложенных слоев основания;

-  устройство покрытий.

Для подготовительных работ используют такие ранее рассмотренные дорожные машины для производства земляных работ как корчеватели, кусторезы, бульдозеры, рыхлители, автогрейдеры и скреперы. Для планировки и окончательного выравнивания рельефа дороги применяются планировщики. Планировщик – прицепная машина к гусеничному трактору. Основные узлы планировщика: рабочая секция, рама с передней, средней и задней секциями, прицепное устройство, задний заравниватель и гидропривод. После подготовительных работ проводят основные работы по сооружению дорожных одежд. Для стабилизации грунта применяют дорожные фрезы и самоходные грунтосмесительные машины.

Для устройства песчаного подстилающего слоя песок в корыто дороги доставляется автомобилями – самосвалами. Распределение песка производится распределителями, бульдозерами легких типов и автогрейдерами. Уплотнение песка осуществляют легкими катками или катками среднего веса, виброкатками или катками на пневматических шинах.

Рекомендуемые материалы

При строительстве щебеночных оснований технологический процесс состоит из следующих этапов: распределение основного слоя щебня, уплотнение, россыпь фракции щебня для расклинцовки и окончательное уплотнение. Для распределения слоев материалов оснований применяют всевозможные распределители материалов. Стабилизация слоев основания и уплотнение их производится при помощи легких или средних катков. Уплотнение слоя щебеночных материалов производится в три этапа:

первый этап – уплотнение легкими катками;

второй этап – уплотнение средними или тяжелыми катками. На этом этапе уплотнения слой материала поливают водой из автоцистерн или поливомоечными машинами.

Третий этап – уплотнение средними и тяжелыми катками после введения более мелких фракций щебня.

На первом этапе целесообразно использовать пневмоколесные катки или катки с металлическими вальцами. На втором и третьем этапах целесообразно применять двухвальцевые или пневмоколесные катки. Большое значение для качества уплотнения имеет рабочая скорость движения катков. На первом этапе она должна быть минимальной 1,5…2 км/ч. На дальнейших этапах эту скорость можно повышать.

Правила производства работ по устройству оснований из шлаковых материалов аналогичны правилам устройства щебеночных оснований. Начальный обжим рыхлого слоя производят несколькими (3-4 прохода по одному месту) проходами легкого катка. Затем, после полива слоя, продолжают укатку тяжелыми катками. Общее число проходов 30-40 по одному месту.

Гравийные основания наиболее дешевые. Для производства этих оснований используется как чистый гравий, так и песчано-гравийная смесь. Число проходов катка 20-30 по одному месту.

Самоходная грунтосмесительная машина состоит из основной рамы, опирающейся на две оси с шинами низкого давления. Задняя ось выполняет функцию катка на пневмошинах. Передние колеса ведущие. Рабочие органы состоят из двух фрезерных и двух смесительных роторов. Первый ротор предназначен для глубокого рыхления грунта. Второй – для окончательного рыхления. Третий и четвертый смесительные роторы предназначены для перемешивания массы. Разравнивание и регулирование высоты грунта осуществляет задняя стенка кожуха. Задние катки предварительно уплотняют грунт. Окончательно грунт уплотняют самоходными катками.

Производительность однопроходного грунтосмесителя П_ог определяют по формуле

                                                   П_ог = U b γ k_в ,                                                                          (61)

где U – рабочая скорость движения;

       b – ширина обрабатываемой полосы;

       γ – коэффициент, учитывающий потери ширины обрабатываемой полосы за счет перекрытия 

             проходов (γ = 0,9);

       k_в – коэффициент использования времени смены ( k_в = 0,65…0,75).

         Фреза срезает верхний слой грунта, измельчает и перемешивает его с вяжущим материалом, после чего смесь разравнивается по полотну дороги автогрейдером и уплотняется катком. Фрезы могут быть навесные или прицепные.

На поверхность основания наносится дорожное покрытие. Для распределения по поверхности основания горячего асфальтобетона используют асфальтоукладчики. Для окончательного уплотнения и выравнивания покрытия используют тяжелые катки.

Асфальтоукладчик с гусеничным движителем применяют на основаниях небольшой прочности при большой ширине укладываемого слоя асфальта, при укладке «холодных» и крупнозернистых смесей. Поэтому данные машины чаще всего применяют при асфальтировании за пределами городов, взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов. Скорость гусеничных машин не более 5 км/ч. Металлические траки асфальтоукладчиков имеют гладкую поверхность. Некоторые модели комплектуются резиновыми гусеницами.

Асфальтоукладчик с колесным движителем применяют для машин малой и средней производительности, работающих в городских условиях. Транспортная скорость такой машины 20км/ч и выше. Задние пневмоколеса – ведущие.

Независимо от типа ходового оборудования асфальтоукладчик оборудуется гидрообъемной ходовой трансмиссией, обеспечивающей бесступенчатую регулировку скорости и реверсирование движения машины в рабочем и транспортном диапазонах. Элементы автоматического управления работой ходовой трансмиссии облегчают работу машиниста и повышают качество укладки асфальтобетона. Электрогидравлический сервопривод позволяет после кратковременных остановок возобновлять движение машины с ранее заданной скоростью без вмешательства машиниста. силовой агрегат – дизельный двигатель.

Асфальтовый каток предназначен для послойного уплотнения асфальтобетонной смеси с целью придания ей прочности, водонепроницаемости и ровности.

Общий конструктивный признак всех катков – использование движителя не только по прямому назначению, но и для уплотнения рабочей поверхности, т.е. движитель и рабочий орган являются совмещенными. Катки при работе используют два физических процесса: статическое и динамическое уплотнение. У катков с гладкими металлическими вальцами эффективность статического уплотнения может превышать несущую способность покрытия на момент уплотнения. Это ведет к образованию деформации смеси перед вальцем и нарушению структуры покрытия. В меньшей степени эти недостатки свойственны эластичным шинам пневмоколесных катков. Однако, с помощью пневмокатков нельзя получить ровную поверхность покрытия. Поэтому после уплотнения такими катками используют гладковальцевые катки для отделки поверхности.

Попытки совместить преимущества жестковальцевых и пневмоколесных катков, избавившись от присущих им недостатков, реализованы в катках комбинированной компоновки. У них одна ось оборудована пневматическими колесами, а другая – одним сплошным или разрезным гладким металлическим вальцем. Используются комбинированные катки с шинами с развитым протектором. Они служат не столько для уплотнения, сколько для создания тягового усилия. Катки с жесткими вальцами и комбинированные монтируются на моноблочных или шарнирно-сочлененных рамах.

 Производительность асфальтового катка  П_ас в единицах площади уплотненного покрытия рассчитывают по формуле

                       П_ас = [ L_з ( b_вал – b_пер ) k_в ]/ [L_з ( Y_упл + t_ман ) п_пр ],                                             (62)

где L_з – длина захватки;

13 Молекулярные насосы - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

      b_вал – ширина жесткого вальца или полосы уплотнения пневмоколесного катка;

      b_пер – ширина полосы перекрытия (b_пер ≤ 0,25м);

      k_в – коэффициент использования времени смены;

     Y_упл – скорость движения катка при уплотнении;                   

      t_ман – время маневрирования в конце прохода;

      п_пр – число проходов по одному следу.