Материалы основания укладывают на дополнительный слой специальными распределителями, при небольших объемах работ - автогрейдерами или бульдозерами. Распределитель кроме распределения всех материалов разравнивает и предварительно уплотняет их. Он представляет собой самоходную машину на гусеничном ходовом оборудовании. Распределитель первого исполнения применяют при распределении щебня или гравия по песчаному основанию, когда материал подается автомобилями-самосвалами с заездом на уложенный и предварительно уплотненный слой щебня или гравия. Бункер наполняют материалом при неработающем распределителе. Распределитель второго исполнения используют при распределении щебня или гравия по твердому основанию. Автомобиль-самосвал подъезжает по нижележащему слою и разгружает материал в бункер без остановки движения и работы распределителя.
Распределитель оснащен бункером, разравнивающим брусом плужного типа с боковыми ограничителями и виброплитами. Бункер оборудован опускающимися заслонками для регулирования количества щебня или гравия, поступающего к разравнивающему брусу. Брус распределяет материал равномерным слоем толщиной 40…200 мм. Привод подъема и опускания бруса - гидравлический. Виброплиты служат для предварительного уплотнения распределенного материала. Проектный поперечный уклон основания достигается регулированием винтовых устройств, с помощью которых разравнивающий брус подвешен к раме 6 машины. Ширина полосы укладки может быть увеличена до 3,75 м путем установки уширителей виброплит и сменных ножей. Производительность распределителя первого исполнения при толщине слоя основания 15 см - 75 т/ч, второго исполнения - 115 т/ч. Потребителю поставляют распределитель в одном исполнении, но к каждой машине завод прилагает сборочные единицы, позволяющие на месте перемонтировать машину и получить другое исполнение. Это достигается перестановкой бункера, разравнивающего бруса, гидроцилиндров, виброплит и привода к ним.
Распределитель каменной мелочи используют для распределения мелкого щебня (размером 5… 10 и 10…20 мм) при строительстве оснований по способу заклинки, слоев износа или защитных слоев способом поверхностной обработки. Он представляет собой самоходную машину, состоящую из ходовой части (включающей в себя передний управляемый 2 и задний ведущий 5 мосты), двигателя, погрузочного мостика 7, приемного 6 и переднего бункеров, соединенных между собой конвейером 8. Дозирование и укладку щебня на необходимую ширину и толщину осуществляют с помощью смонтированных на переднем бункере дозирующего устройства, состоящего из 15 заслонок, и механизма распределения в виде вала 9 с винтовыми лопастями. Погрузочный мостик представляет собой механизм для подъема заднего моста автомобиля-самосвала на высоту, необходимую для выгрузки материала в приемный бункер. Щебень можно распределить на ширину 250…3750 мм с интервалом 250 мм. Производительность распределителя 75 м/ч.
Автогрейдер представляет собой самоходную машину, состоящую из основной рамы, которая представляет собой каркас машины и несет все ее механизмы, тяговой рамы 8 со смонтированными на ней поворотным кругом и отвалом 9 с ножом, дополнительного отвала 6, двигателя 1, пневмоколесной ходовой части, трансмиссии и механизмов управления.
Бульдозеры являются навесным (в виде отвала с ножом) оборудованием к гусеничным тракторам, колесным тягачам и могут быть использованы в качестве дополнительного рабочего органа на автогрейдерах.
По конструкции отвала различают оборудование с неповоротным отвалом, постоянно установленным под прямым углом к продольной оси базовой машины, и с поворотным отвалом, который может быть установлен под определенным углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Бульдозеры с поворотным отвалом называют универсальными. Основными узлами бульдозера являются отвал и система управления отвалом, толкающее устройство. Для увеличения объема перемещаемых материалов бульдозерный отвал оснащают открылками.
Машины для строительства асфальтобетонных покрытий
Процесс строительства покрытий начинают с очистки основания от пыли и грязи, используя в основном машины для летнего содержания улиц и дорог - поливомоечные и подметально-уборочные. Очистку основания с помощью поливомоечных машин выполняют цилиндрической щеткой, расположенной между передними и задними колесами под углом 28° к поперечной оси. Крутящий момент передается на привод щетки от раздаточной коробки 4. Щетку поднимают и опускают гидроцилиндром из кабины машины с помощью гидрораспределителя. В городских условиях основания очищают подметально-уборочными машинами. Основные элементы рабочего оборудования - центральная цилиндрическая щетка 3, расположенная между передними и задними колесами под углом 60° к продольной оси машины, лотковая щетка 6, подборщик 4, бункер-циклон 1, система увлажнения. Машина подметает проезжую часть дороги с помощью центральной щетки. Мусор с проезжей части подается в зону лотковой щетки 6, за которой установлен подборщик 4. Потоком воздуха, создаваемым вентилятором, мусор из подборщика направляется по всасывающему рукаву в бункер-циклон и, ударившись в отбойный лист, оседает на дно бункера-циклона. Для обеспыливания в зоны работы щеток и подборщика подается вода, которая распыляется форсунками. Битумные материалы транспортируют и равномерно распределяют в соответствии с нормой розлива при подгрунтовке оснований автогудронаторами. Специальное оборудование автогудронатора установлено на шасси автомобиля и состоит из цистерны, распределителя, привода 15 насоса 11, отопительной системы 7, системы управления и контроля, коммуникаций. Распределитель - квадратного сечения, состоит из левой, центральной и правой частей. Соединение центральной части с левой и правой - шарнирное, что позволяет поворачивать их относительно вертикальной оси патрубков центральной части и тем самым изменять ширину розлива. На нижней поверхности распределителя через 190 мм установлены форсунки, состоящие из корпуса, пробки и сопла. Пробка форсунки имеет поводок, который соединен с рейкой распределителя. Перемещение рейки вызывает вращение пробки, что приводит к совпадению или перекрытию в пробке и корпусе форсунки. Рейки левой и правой частей распределителя соединены с центральной частью и защелкой. Рейка приводится в действие от двух пневмокамер, установленных на распределителе.
Автогудронатор также снабжен ручным распределителем, который применяют при небольших ремонтных работах, а также заделке пропусков во время розлива. Для приемки асфальтобетонной смеси из транспортных средств, распределения ее по всей ширине укладываемой полосы равномерным слоем заданной толщины на подготовленное и уплотненное основание, разравнивания и предварительного уплотнения уложенного слоя, отделки поверхности уложенного покрытия используют асфальтоукладчики. Они являются машинами непрерывного действия, обеспечивающими безостановочную укладку и требуемое качество асфальтобетонных покрытий. Машины классифицируют по типу ходовой части и производительности.
По типу ходовой части асфальтоукладчики разделяют на гусеничные и колесные. Гусеничное ходовое оборудование отличается малой чувствительностью к неровностям основания и небольшим давлением, что для асфальтоукладчиков имеет особое значение, поскольку они рассчитаны на передвижение по свежеуложенному асфальту. К преимуществам гусеничного оборудования относятся также высокая маневренность и возможность реализации большого тягового усилия. Недостатки такой конструкции заключаются в большой металлоемкости и стоимости, быстром изнашивании деталей, а также возможности повреждения асфальтобетонного покрытия при крутых разворотах машины на свежеуложенной полосе. Скорость гусеничных асфальтоукладчиков не превышает 2…3 км/ч, что неприемлемо для машин, работающих с частыми переездами на небольшие расстояния.
К преимуществам колесных асфальтоукладчиков относятся более высокая транспортабельность (транспортная скорость до 20 км/ч), чем у гусеничных, маневренность без повреждения свежеуложенного покрытия, меньшие металлоемкость, стоимость движителя и износ деталей ходовой части. Преимущества колесных асфальтоукладчиков в наибольшей мере проявляются в стесненных условиях работы, например при ремонте покрытий на автомобильных дорогах и городских улицах, при движении автотранспорта в зоне работ.
По производительности асфальтоукладчики могут быть подразделены на укладчики высокой производительности (более 100 т/ч), используемые для асфальтирования проезжей части, и укладчики легкого типа производительностью 25…50 т/ч - для асфальтирования тротуаров, дворовых территорий и т. д.
Производительность асфальтоукладчиков повышают, увеличивая ширину полосы и толщину укладываемого слоя. Современные асфальтоукладчики обеспечивают укладку полосы шириной от 2 до 12 м и толщиной слоя до 30 см. Для увеличения ширины полосы укладки применяют сдвоенные асфальтоукладчики с шириной укладки 14 м. Технологические операции, которые выполняют асфальтоукладчики, можно разделить на основные и вспомогательные. К основным относятся операции, обязательные для любой машины: профилировка асфальтобетонной смеси слоем проектной толщины, предварительное уплотнение смеси и отделка покрытия (выглаживание поверхности); к вспомогательным - прием асфальтобетонной смеси без остановки асфальтоукладчика, укладка ее на дорожное основание и распределение по ширине укладываемой полосы. Материал из автомобилей-самосвалов принимается на ходу, без остановки асфальтоукладчика. Поэтому для контакта с колесами автомобилей-самосвалов асфальтоукладчики снабжены упорными балками с толкающими роликами. Асфальтобетонная смесь поступает из автосамосвала в бункер, откуда питателями подается к валам, распределяющим смесь по ширине укладываемой полосы на дорожное основание. Эти валы создают призму материала перед рабочим органом 7 (трамбующим брусом и выглаживающей плитой). При движении асфальтоукладчика смесь поступает под рабочий орган и укладывается слоем необходимой плотности. Толщину слоя смеси, выходящей из приемного бункера, можно регулировать заслонками. Трамбующий брус предназначен для предварительного уплотнения укладываемого слоя. Плита, состоящая из двух шарнирно соединенных половин, служит опорой рабочего органа и предназначена для формирования поперечного профиля и отделки покрытия.
Большинство моделей асфальтоукладчиков оборудовано системой обогрева плиты. Эта система состоит из топливного насоса, воздуходувки, запального устройства, горелки и камеры сгорания. Топливо из бака по трубопроводам подается насосом к горелке, где оно распыляется под давлением, создаваемым насосом. Разжигают горелку электроискровым запальником или от свечи накаливания. Воздуходувка и топливный насос работают от одного электродвигателя. Камера сгорания соединена с полостью плиты промежуточным раструбом, направляющим горячие газы в обе половины плиты. Современные асфальтоукладчики имеют гидравлическую распределительную и уплотняющую системы переменной ширины, оборудование высокого уплотнения смесей и систему электрообогрева уплотняющих органов. Оборудование высокого уплотнения установлено за рабочими органами предварительного уплотнения и представляет собой расположенные друг за другом планки, обеспечивающие максимальное уплотнение, и второй вибрационный брус. Прессующие планки постоянно остаются в контакте с покрытием. Первая прессующая планка имеет малую опорную поверхность и, следовательно, высокое давление на покрытие. Следующая за ней вторая прессующая планка имеет большую опорную поверхность, она стабилизирует достигнутый результат уплотнения. Давление регулируется независимо от обеих планок от 5 до 15 МПа. Второй вибрационный брус отличается от первого более узкой выглаживающей поверхностью и имеет меньшую массу. Уплотняющая сила бруса повышается вибровозбудителями вертикального действия. Этот брус свободно движется на высоте, "плавает" на уплотненном покрытии. Согласованная работа каждого из элементов обеспечивает оптимальное уплотнение всех укладываемых слоев. Толщину укладываемого слоя меняют изменением угла наклона к горизонту трамбовки и первого бруса с помощью гидроцилиндров. При использовании электрической обогревательной системы можно нагревать не только выглаживающую плиту, но и все уплотняющие элементы. Другое преимущество электрообогрева - равномерное распределение теплоты и исключение перегрева отдельных участков. Высокопроизводительный комплект автоматизированных машин для строительства дорожных одежд с цементобетонным покрытием имеет навесное оборудование асфальтоукладчика. Оборудование, устанавливаемое на профилировщике или распределителе цементобетонной смеси, включает приемный центральный бункер и подогреваемый уплотняющий вибробрус. Приемный бездонный бункер ящичного типа имеет ширину 4,8 и длину 2 м. Задняя регулируемая по высоте стенка бункера является заслонкой-дозатором укладываемого материала. Бункер впереди опирается на два пневматических колеса, а сзади шарнирно подвешен к передней стенке основной рамы 8 машины. На передней стенке бункера установлены два ролика для исключения торможения задних колес автомобиля-самосвала при загрузке бункера на ходу распределителя. По высоте заслонку-дозатор регулируют двумя гидроцилиндрами от гидросистемы машины высокопроизводительного комплекта.
Вибробрус навешивают на распределитель или профилировщик сзади через резинометаллические амортизаторы и гидроцилиндры. Он состоит из двух половин длиной 3,6 и шириной 0,6 м, соединяемых в центре для создания требуемого профиля. Вибраторы - механические и приводятся в действие гидродвигателем, питаемым от гидросистемы распределителя или профилировщика. Обогрев вибробруса осуществляется через металлические
трубы от выхлопной трубы дизельного двигателя распределителя или профилировщика. Вибробрус можно расширить специальными надставками.
Для укладки асфальтобетонных смесей также можно использовать универсальные распределители дорожно-строительных материалов. Распределитель смонтирован на самоходном шасси с гусеничным ходовым оборудованием. В передней части распределителя расположен приемный бункер 2. Толщина слоя материала, поступающего из бункера к рабочим органам 5, регулируется тремя заслонками. Рабочими органами при укладке асфальтобетонной смеси служат уплотняющий вибробрус и обогреваемая выглаживающая плита. Каменные материалы уплотняют трамбующим брусом и виброплитой.
63. Подготовка земляного полотна к строительству дорожной одежды.
Земляное полотно после окончания его возведения и сдачи работ было спланировано и уплотнено, но до начала строительства дорожной одежды по нему проходило движение строительного транспорта, укладывали водоотводные сооружения. Поэтому поверхность земляного полотна была нарушена, и необходимы планировка его, доуплотнение, а иногда и дополнительное укрепление.
На участках выемок и невысоких насыпей (до 1—1,5 м), когда при строительстве за счет уплотнения можно обеспечить требуемую плотность грунтов земляного полотна, дорожную одежду строят в тот же год, но в большинстве случаев дорожную одежду строят на следующий год после возведения земляного полотна. За это время при насыщении водой и замерзании зимой пылеватые пористые грунты несколько разуплотняются, тем более если коэффициент уплотнения был принят меньше 1.
Движение по земляному полотну автомобилей несколько способствует его уплотнению, однако движение построечных транспортных средств по грунту земляного полотна вызывает образование колей и нарушение ровности поверхности. Поэтому и проводят планировочные работы, придавая земляному полотну снова поперечный уклон, равный проектному поперечному уклону покрытия.
Работы по планировке земляного полотна проводят автогрейдерами, когда грунт подсохнет и достигнет оптимальной влажности.
Уплотнение, вернее доуплотнение грунта производят 16—30-тонными пневмоколесными катками. Особенно важно уплотнение грунта непосредственно в пределах проезжей части для обеспечения ровности и прочности покрытия.
Глинистые грунты, уплотненные до 0,98—1,0 стандартной плотности, не так легко теряют устойчивость даже при длительном воздействии воды. Но доуплотнение необходимо, так как, например, тяжелые суглинки и другие пылеватые грунты, не закрытые дорожной одеждой, очень быстро теряют свою сопротивляемость воздействию воды.
Доуплотнение производят продольными челночными проходами катков, начиная от бровок земляного полотна, на расстоянии 0,3—0,5 м от них. Каждый последующий проход катки делают ближе к оси дороги на 2/з уплотненной полосы. После прохода пневмоколесных катков на земляном полотне остаются неровности, которые заглаживают двумя-тремя проходами автогрейдера и, если необходимо, доуплотняют двух- или трехвальцовыми катками массой не менее 8—10 т.
В отдельных случаях, при возведении насыпи в год строительства дорожной одежды, в целях повышения устойчивости и прочности уплотняют земляное полотно виброкатками, а насыпи высотой более 1 м—трамбующими машинами или плитами, подвешенными к экскаватору.
Когда грунт земляного полотна обладает невысоким модулем упругости, улучшают и укрепляют его минеральными материалами (гравий, шлак, каменистые отходы и т.п.), выполняя эту работу после планировки земляного полотна, но до проведения работ по доуплотнению.
Материал разравнивают бульдозерами, после чего приступают к его уплотнению тяжелыми катками с металлическими вальцами, которые частично вдавливают минеральный материал в грунт.
Желательно поверхностный слой земляного полотна около (5—10см) улучшать мелкозернистым материалом — песком, золой унос а, шлаком ит. п.