Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

08.06.2016

Как было отмечено, капитальный ремонт АБ покрытий производят без удаления и с удалением старых покрытий.
Традиционная технология ремонта без удаления старых покрытий незначительно отличается от рассмотренных ранее технологических процессов устройства АБ покрытий. В этом варианте капитального ремонта используют те же машины, которыми создают новые покрытия.
Технология с удалением старых покрытий имеет два варианта: без использования материала старого покрытия и с его повторным использованием.
Технологический процесс ремонта без использования материала старого покрытия включает срезание материала покрытия и его транспортирование с места разработки автотранспортными средствами. Для срезания старого асфальтобетона используют самоходные «холодные» дорожные фрезы.
Самоходная дорожная фреза состоит из трех основных агрегатов:
- базового шасси;
- механизма фрезерования материала дорожной одежды;
- транспортирующей системы отфрезерованного материала (с его подборкой с помощью конвейера или без подборки).
Базовое шасси обеспечивает передвижение машины в рабочем и транспортном режимах. Механизм фрезерования включает фрезерный барабан с укрепленными на нем рыхлительными резцами (зубьями), которые срезают дорожное покрытие на заданную глубину. В рабочем режиме барабан вращают против часовой стрелки в направлении движения машины. В: зависимости от вида транспортирующей системы отфрезерованный материал оставляют на дорожном полотне (с последующим удалением) или подают на ленту погрузочного конвейера и затем выгружают в кузов самосвала. После этого измельченный материал, как правило, отправляют на переработку и вторичное использование.
Дорожные фрезы классифицируют по следующим основным признакам;
1) по назначению - для текущего (ямочного) ремонта, для разрушения (срезания) покрытий и для рыхления грунта;
2) по способу передвижения - навесные и самоходные;
3) по типу шасси - гусеничные и пневмоколесные;
4) по приводу фрезерного барабана - с механическим и гидравлическим приводом;
5) по наличию погрузочного конвейера - с конвейером (в передней или задней части машины) или без него;
6) по типоразмеру (м) - малые с шириной фрезерования до 1,0, средние -до 2,0 и большие - до 4,0 и более;
7) по форме резцов - для создания шероховатости, для фрезерования асфальтобетонных и цементобетонных покрытий.
Самоходные фрезы представляют собой автоматизированные машины на пневмоколесном или гусеничном ходу с поперечным расположением фрезерного барабана. В малых самоходных фрезах фрезерный барабан и одинарный конвейер расположены в задней части машины, имеющей в основном колесное ходовое оборудование (три или четыре колеса). В зависимости от условий работы он может сбрасывать отфрезерованный материал в кузов самосвала, в валок (сбоку от продольной оси машины) или оставлять его на дорожном полотне. В средних и больших фрезах фрезерный барабан располагают под машиной в ее средней части. Они имеют, как правило, гусеничное ходовое оборудование и фронтальный погрузочный конвейер (одинарный или составной).
Основным рабочим органом является фрезерный барабан, конструкция которого была описана ранее. Он также имеет вид полого цилиндра с укрепленными на его наружной поверхности резцедержателями. Для разрушения дорожных покрытий в держатели устанавливают круглые резцы из твердосплавных износостойких материалов.
В зависимости от типоразмера фрезы и назначения барабан может быть сплошным или разъемным, состоящим из четырех сегментов, скрепленных болтами. Конструкция барабана обеспечивает возможность ступенчатого изменения ширины фрезерования, а также оперативную замену неработоспособных сегментов. Дополнительные секции имеют фиксированную ширину, что позволяет увеличить общую ширину фрезерования на величину, кратную ширине одной секции. (Например, фреза ДС-197 «Брянского Арсенала» обеспечивает фрезерование полосы шириной 0,25; 0,5; 0,75 и 1,0 м.) Кожух барабана спереди и сзади снабжен гидрофицированными щитами, играющими роль дробильных щек. Размером частиц отфрезерованного материала можно управлять, изменяя расстояние от щитов до фрезы с помощью гидроцилиндров.
Конфигурация резца, состав сплава его наконечника и других элементов зависят от материала разрушаемого покрытия, типоразмера рабочего органа и условий эксплуатации.
Для оперативной замены режущих элементов дорожные фрезы, как правило, оснащают вспомогательным оборудованием, в их числе пневматический съемник режущих элементов и гидроустройство для проворачивания барабана.
Привод барабана может быть механическим или гидравлическим.
Механический привод барабана осуществляют от дизельного двигателя через клиноременную передачу и редуктор. Такой имеют в основном холодные фрезы среднего и большого типоразмера. В этом случае устанавливают три-четыре скорости вращения барабана. Приводной ремень нивелирует пиковые нагрузки и исключает повреждения элементов привода. На средних фрезах используют конические редукторы, на больших - планетарные, встроенные в барабан. Таким приводом, например, оснащены машины фирм «Wirtgen», «Terex CMI» и др. Имеются сведения, что потери мощности этого привода на 40 % меньше, чем гидростатического. Как правило, барабан имеет механический привод с передачей крутящего момента от двигателя через муфту сцепления, клиноременную передачу, коробку передач и планетарный редуктор. На рисунке 8.31 представлена кинематическая схема механического привода барабана фрезы.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Гидравлический привод барабана включает гидронасос и гидродвигатель. В этом варианте частоту вращения барабана можно изменять бесступенчато, что имеет немало известных достоинств. Подобный привод имеют отдельные модели малых самоходных фрез на пневмоколесном ходу, в том числе машины модели ДС-197.
На рисунке 8.32 приведен общий вид дорожной фрезы на гусеничном ходу с фронтальным погрузочным конвейером. Фрезерный барабан (на рисунке не виден) срезает слой дорожной одежды заданной толщины, затем отфрезерованный материал с помощью транспортера 7 подают в транспортное средство с возможностью отклонения подачи материала от продольной оси машины на угол 36°, т.е. при движении самосвала по обочине дороги.
Ходовые системы фрез имеют гидравлический привод с автоматически регулируемой системой управления и нагрузки. В системах с пневмоколесными движителями каждое колесо имеет Независимую подвеску. Благодаря этому фреза сохраняет заданный уклон независимо от профиля обрабатываемого полотна. Все ведущие колеса выполнены по схеме «мотор-колесо» со встроенным ступичным планетарным редуктором, что создает возможность эффективного маневрирования в стесненных условиях. Гусеничная ходовая система также имеет гидростатический привод - индивидуальный для каждой гусеницы, которых может быть три или четыре в зависимости от типоразмера фрезы. Бесступенчатое изменение скорости обеспечено в широком интервале рабочих скоростей - от 0 до 50-60 м/мин.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Высокую маневренность обеспечивает рулевое управление. Оно имеет, как правило, четыре режима поворота: только передними или только задними движителями; скоординированный и боковой (так называемый «краб») -одновременно передними и задними движителями. Наличие различных режимов поворота расширяет технологические возможности машины, в том числе в стесненных условиях эксплуатации.
Ведущие производители из СНГ, США, Германии и других стран выпускают машины, оборудованные электронными системами контроля и управления и обладающие широкими возможностями по вскрытию цементобетонных и других покрытий. В зависимости от мощности силовой установки они способны срезать слои дорожной одежды толщиной до 10-30 см с рабочими скоростями в интервале 4-108 м/мин при ширине резания от 0,3 до 3,8 м. Для этого дорожные фрезы оснащают барабанами различной ширины. Например, фирма «Wirtgen» выпускает оборудование с режущими барабанами восьми типоразмеров по рабочей ширине - от 0,3 до 2,0 м при глубине резания до 30 см. В. зависимости от типоразмера диаметр барабана составляет 930-1080 мм при линейном расстоянии между резцами 15 мм (при количестве резцов от 100 до 188 штук). При необходимости изменения ширины резания за счет взаимозаменяемости режущих барабанов их замена на машине может быть проведена всего за два-три часа. Оптимальный баланс мощности обеспечивает высокую производительность и экономичность при выполнении ремонтных работ.
В таблице 8.14 приведены технические характеристики некоторых самоходных дорожных фрез для вскрытия покрытий ряда известных фирм. Как видно из таблицы, машины на гусеничном ходу применяют для больших объемов ремонтных работ с шириной обрабатываемой полосы от 1,0 до 3,8 м, а на пневмоколесном - для малых объемов работ с шириной от 0,3 до 1,0 м, соответственно, в конструкциях этих машин использованы неоднократно упоминавшиеся ранее достоинства гусеничного и колесного оборудования. Колесные фрезы имеют меньшую массу и высокую транспортабельность, что позволяет оперативно перемещать их с одного участка на другой. Гусеничные фрезы обладают большой устойчивостью, что обеспечивает высокую точность технологических операций при ремонте широких полос дорог, а также на крутых склонах.
Капитальный ремонт с повторным использованием материала старого покрытия является ресурсосберегающим мероприятием, которое выполняют по технологии горячего рециклинга. Его сущность состоит в том, что материал старого покрытия срезают, измельчают и смешивают с новыми компонентами (минеральным наполнителем и вяжущим), а затем из полученной смеси формируют новое покрытие.
В свою очередь, в зависимости от места производства различают два метода горячего рециклинга:
- на асфальтобетонном заводе (recycling in plant);
- непосредственно на дороге (recycling in place).
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Технологический процесс горячего рециклинга на заводе включает следующие операции:
- срезание старого покрытия холодной или горячей фрезой;
- сбор и погрузка сфрезерованного материала (гранулята) в автотранспортное средство;
- доставка автотранспортом гранулята на передвижной или стационарный асфальтобетонный завод;
- приготовление из старого гранулята и добавленнных минеральных материалов и битума новой АБ смеси;
- доставка автотранспортом полученной горячей смеси на ремонтируемый участок;
- укладка и уплотнение горячей смеси по месту ремонта.
Соответственно, для реализации этого вида рециклинга необходим комплект соответствующих машин и оборудования, состав которого зависит от объемов ремонтных работ.
Для небольших объемов работ можно использовать следующий комплект:
- терморемонтер, оборудованный дорожной фрезой и блоком разогревателей;
- погрузочно-разгрузочное оборудование;
- автотранспорт;
- асфальтоукладчик;
- комплект асфальтовых катков.
Для больших объемов целесообразно использовать следующие машины;
- дорожную (холодную) фрезу;
- автотранспорт;
- асфальтоукладчик;
- комплект асфальтовых катков.
Приведенный состав комплекта для малых работ содержит такую машину как терморемонтер, обеспечивающей разогрев и срезание старого покрытия. В качестве примера можно привести терморемонтер, конструктивная схема которого представлена на рисунке 8.33. Это самоходная однопроходная машина, которая содержит дизельный двигатель 3, барабанную фрезу 10 с гидроприводом 2, блок нагревательных элементов 7, а также механизм 5 перевода блока 7 из рабочего в транспортное положение.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Барабанная фреза представляет собой полый цилиндр, на поверхности которого в определенном порядке (как правило, по винтовой линии) укреплены легкосъемные держатели с резцами из твердосплавных материалов. Нагревательное устройство включает резервуар для газа 4, систему газопроводов, нагревательный блок из инфракрасных излучателей (горелок), регулирующую аппаратуру и др. Для обеспечения устойчивости нагревательных элементов предусмотрены две поддерживающие опоры 6 с гидроцилиндрами управления их положением.
Терморемонтер располагает следующими эксплуатационными возможностями: при мощности двигателя 37 кВт машина обеспечивает фрезерование полосы асфальтобетона шириной 1 м на глубину 45 мм со скоростью до 6 м/мин.
Основным достоинством технологии горячего рециклинга на заводе является повторное использование материала покрытия, что позволяет снизить стоимость ремонта и сохранить толщину покрытия.
К недостаткам следует отнести значительные транспортные расходы, возрастающие с увеличением расстояния от завода до объекта производства работ, а также энергозатраты на производство горячей смеси и разогрев минерального материала.
Технологический процесс горячего рециклинга на дороге производят при помощи комплекса машин, в состав которого входят следующие самоходные машины:
- разогреватель;
- ремиксер;
- комплект катков.
Этот процесс разделяют на следующие методы в зависимости от поставленной задачи:
1) термопрофилирование (reform) - разогрев и срезание старого покрытия, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка, разравнивание и уплотнение на дороге (используют для устранения неровностей покрытий);
2) термогомогенизация (repave) - разогрев и срезание старого покрытия, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка и разравнивание на дороге, укладка на него и уплотнение новой АБ смеси (используют для усиления покрытия и создания нового слоя износа);
3) термосмешение и укладка смеси с добавлением новых компонентов (remix) - разогрев старого покрытия, распределение горячего щебня и битума по поверхности старого покрытия, повторный разогрев и срезание покрытия с нанесенным слоем, перемешивание полученного гранулята в машине, его укладка и уплотнение на дороге (используют для усиления покрытия и восстановления слоя износа);
4) термоукладка с нанесением нового слоя износа (remix phis) - разогрев старого покрытия, укладка на него новой АБ смеси в качестве слоя износа и уплотнение (используют для восстановления покрытия с формированием нового слоя износа).
Все перечисленные работы по восстановлению покрытий на дороге выполняют специализированные однопроходные машины (ремиксеры). Их основным достоинством является выполнение всех операций технологического процесса (за исключением окончательного уплотнения смеси), что обеспечивает значительное ресурсосбережение и высокий уровень экологической безопасности дорожных работ.
Ремиксер представляет собой самоходную однопроходную машину, оснащенную дизельным двигателем и пневмоколесным шасси, газовым оборудованием для нагрева покрытия, гидравлической системой управления рабочими органами и другими агрегатами, а также комплектом рабочего оборудования.
Ремиксеры разделяют по следующим основным признакам:
1) по назначению - для заделки трещин и открытых швов, для восстановления покрытий на малых и больших площадях;
2) по типоразмеру - малые, средние и большие;
3) по виду подогрева - инфракрасными излучателями или горячим (до 600° С) воздухом.
Для выполнения различных методов горячего рециклинга при капитальном ремонте машина имеет следующие рабочие органы;
- нагреватель для размягчения старых покрытий;
- приемный бункер для новой горячей АБ смеси с транспортерами ее подачи в смеситель;
- емкость для вяжущего (битума и др.) с системой распределения;
- фрезу для срезания старого покрытия с системой подачи старого гранулята в смеситель;
- смесительное оборудование для перемешивания старого гранулята и новых компонентов;
- распределительный шнек, обеспечивающий укладку и разравнивание смеси на дороге;
- уплотнительный орган, состоящий из вибробруса и выглаживающей плиты, который обеспечивает профилирование и предварительное уплотнение смеси на дороге;
- автоматизированную систему контроля технологического процесса и управления рабочими органами и агрегатами машины.
На рисунке 8.34 представлена конструктивная схема самоходного ремиксера. Восстановление покрытий по методу «remix» производят следующим образом. Свежую смесь из самосвала загружают в бункер 1, далее транспортерами 2 перемещают через дозировочное устройство 3 в смеситель 11. Одновременно происходит разогрев при помощи нагревательных блоков 16,15 и 14 старого покрытия, которое разрыхляют рыхлителем 14, а полученный гранулят перемещают в смеситель 11. После перемешивания новый материал распределяют по подогретому (блоком 10) ремонтируемому основанию первым шнеком 13 и профилируют отвалом 12. Затем смесь обрабатывают вибробрусом и выглаживающей плитой 7 для предварительного уплотнения. После этого нанесенный слой окончательно уплотняют комплектом катков.
Оборудование для разогрева старого асфальтобетона включает емкости для горючего газа и систему газовых горелок инфракрасного излучения, установленных на специальном шасси или непосредственно перед рыхлителем ремиксера. Оно обеспечивает разогрев старого покрытия до температуры 140-180 °С на поверхности, а также обогрев узлов и агрегатов машины для предотвращения остывания смеси в машине. Горелки объединены в четыре блока, каждый из которых состоит из секций с независимой подачей газа. Оно оснащено устройствами для регулирования мощности излучения за счет изменения давления газа. Кроме того, высоту установки каждого блока можно регулировать в пределах от 50 до 250 мм над обогреваемой поверхностью.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Для разрыхления и срезания разогретого покрытия ремиксер оборудован одним или несколькими (для бесступенчатой регулировки ширины фрезерования) фрезерными барабанами, на которых по винтовой линии установлены резцы, что позволяем одновременно с разрыхлением производить перемешивание смеси, Добиваясь ее однородности. Вращение фрезерного барабана осуществляют гидроприводом, который также изменяет глубину фрезерования. Размеры частиц асфальтобетонного гранулята зависят от скорости вращения барабана и глубины фрезерования. Система управления рыхлителем позволяет обходить люки, колодцы и островки безопасности.
Дозированную подачу битума в зону рыхления и перемешивания производят из обогреваемой емкости при помощи системы форсунок.
За рыхлительным барабаном расположен планирующий отвал, который может выполнять несколько функций. При использовании методов «reshape» и «repave» он служит для профилирования разрыхленного материала, а при использовании метода «remix» играет роль щита шнека, собирающего остатки материала в смеситель принудительного действия.
Принудительное перемешивание материала старого покрытия, нового материала и вяжущего осуществляют в двухвальном смесителе, имеющем вращающиеся в противоположные стороны валы, лопасти которых могут изменять свое положение относительно друг друга для оптимизации процесса перемешивания. При необходимости дополнительного добавления битума в смесь используют систему форсунок, которой оборудован смеситель. Смеситель обогревают инфракрасными излучателями.
Новую АБ смесь загружают в приемный бункер, откуда наклонным транспортером-питателем подают в бункер дозатора, оборудованный шибером для дозирования, а затем горизонтальным транспортером - в смеситель. Скорость подачи смеси транспортерами зависит от скорости движения ремиксера.
Укладываемая смесь (в виде валика) выходит из смесителя и равномерно распределяется основным шнеком по поверхности переработанного и разровненного покрытия. Как правило, его дополнительно прогревают инфракрасными излучателями для обеспечения максимального сцепления слоев, достигаемого только при укладке горячего материала на горячее основание.
Точность укладки обеспечивает укладочный брус вибрационного действия, конструкция которого позволяет формировать заданный поперечный профиль укладываемого слоя, а также регулировать ширину укладки, согласуя ее с шириной рыхлительного барабана. Наличие системы подогрева и вибробруса позволяет достичь высокого качества укладки и степени предварительного уплотнения. Управлять положением укладочного бруса можно как вручную, так и автоматически.
Система контроля и управления обеспечивает согласование операций технологического процесса горячего рециклинга (частоту вращения фрезерного барабана, дозировку битума и свежей асфальтобетонной смеси) со скоростью движения ремиксера, управление укладочным брусом, а также функции контроля работы и диагностики систем и агрегатов машины.
При использовании методов «repave» с перемешиванием и «remix plus» перед укладочным вибробрусом устанавливают дополнительный брус, который разравнивает разрыхленный материал или его смесь с новой асфальтобетонной смесью, подаваемой системой транспортеров из приемного бункера и распределяемой по ширине полосы вторым распределительным шнеком, после чего укладочным брусом оба слоя формируются и предварительно уплотняются.
На рисунке 8.35 приведена типичная кинематическая схема ремиксера. Как видно из схемы, машина полностью гидрофицирована, что обеспечивает бесступенчатое изменение скорости перемещения машины и транспортеров, частоты вращения фрезерного рыхлителя и смесителя, а также частоты вибрации трамбующего бруса и выглаживающей виброплиты.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Окончательное уплотнение осуществляется по традиционной технологии гладковальцевыми виброкатками и пневмоколесными катками статического действия.
Ведущие производители машин для горячего восстановления АБ покрытий выпускают ремиксеры различных типоразмеров, предназначенные для выполнения дорожных работ различного масштаба. В таблицах 8.15 и 8.16 приведены основные характеристики ремиксеров, которые производят фирмы «Wirtgen» (Германия) и «Каlоttikоnе» (Финляндия). Эти машины полностью гидрофицированы и имеют системы компьютерного контроля и управления рабочими органами и агрегатами, в том числе с использованием спутниковой космической навигации.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Как видно из таблицы 8.15, фирма «Wirtgen» выпускает ремиксеры трех размеров. Ремиксер 300/600 является вспомогательной машиной и предназначен для заделки крупных трещин и открытых швов между уложенными полосами АБ покрытий. Он имеет две фиксированные ширины рабочей зоны - 0,3 и 0,6 м. Ремиксер 2500 является основной машиной комплекса для восстановления покрытий на средних по масштабу работ площадях и располагает возможностью плавного изменения ширины в диапазоне от 1,5 до 2,5 м. И наконец, самая производительная машина этого типоразмерного ряда - ремиксер 4500 - предназначена для восстановления дорожных покрытий на больших участках и площадях. Ширину обрабатываемой полосы также можно плавно регулировать при помощи гидравлического привода в пределах от 3,0 до 4,5 м.
Ремиксер модели КМ 3000 RS имеет расширенные технологические возможности за счет большой глубины рыхления (до 280 мм), что позволяет осуществлять капитальный ремонт покрытий с применением технологии холодного рециклинга, выполняя фрезерование не только покрытия, но и основания.
Как правило, в комплексы машин для горячего рециклинга входят энергесберегающие разогреватели. Разогрев ремонтируемого асфальтобетонного покрытия «Wirtgen» производит разогреватель модели НМ 4500, а «Каlоttikоnе» - разогреватель модели Есоhеаtеr.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Например, разогреватель НМ 4500 (рабочая масса 20 т) является самоходной пневмоколесной машиной, содержащей цистерну со сжиженным газом (объемом 6000 л), газопроводы, блоки газовых горелок инфракрасного излучения (тепловой мощностью до 2,7 МВт) с системой управления интенсивностью излучения и положением горелок. Он обеспечивает разогрев покрытия шириной до 4,7 м и площадью до 40 м2.
Помимо разогрева покрытий при помощи инфракрасного излучения, применяют обогрев горячим воздухом. Новую технологию разогрева покрытия в процессе горячего рециклинга разработала фирма «Маrtесh» (Канада), которая выпускает комплект машин модели АR 2000. Ширину обрабатываемой полосы можно изменять в диапазоне 3,3-4,0 м при глубине разогрева до 50 мм и скорости движения комплекта 5-7 м/мин. Разогрев покрытия производят нагретым до 600 °С сжатым воздухом.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Подогрев воздуха для проведения операции разогрева покрытия производят сжиганием газа или дизельного топлива. Разогревающее устройство в виде герметического кожуха плотно прижимают к поверхности покрытия. В пространство между покрытием и разогревателем с одной стороны нагнетают компрессором горячий воздух, а с другой стороны откачивают вакуумным насосом. Для повышения эффекта прогревания слоя асфальтобетона в покрытии просверливают отверстия. Откачанный горячий воздух снова поступает в компрессор, т. е. циркулирует по замкнутому контуру. Как считают разработчики, эта технология разогрева способствует многократному снижению потерь тепловой энергии по сравнению с применением горелок инфракрасного излучения, полностью исключает выгорание битума и пережог смеси, а также выделение выбросов газа, дыма и пыли в атмосферу.
Для того чтобы оценить роль и эффективность предварительного разогрева асфальтобетона перед фрезерованием, достаточно сопоставить сопротивления его рыхлению в холодном и разогретом состоянии. Итак, коэффициент удельного сопротивления фрезерованию kр составляет:
- для холодного асфальтобетона - 4-10 МПа;
- для разогретого - 0,05-0,06 МПа.
При проектировании ремиксеров основными расчетами являются тяговый и энергетический. К основным характеристикам ремиксеров следует отнести Мощность силовой установки и массу машины, ширину и толщину срезаемого и наращиваемого слоя покрытия, вместимости емкости для вяжущего и бункера для смеси, рабочие и транспортные скорости. Расчеты включают определение параметров машины и отдельных рабочих органов, выполнение тягового расчета в рабочем и транспортном режимах, баланс мощности, расчеты гидравлической системы и подбор гидрооборудования для управления рабочими органами и механизмами машины.
Тяговый расчет проводят на основе анализа уравнения тягового баланса. Для ремиксера, оснащенного комплектом рабочих органов для восстановления АБ покрытий, общая сила сопротивления при его работе включает следующие сопротивления:
- перемещению машины Wпер;
- резерованию разогретого асфальтобетона Wф;
- планированию смеси отвалом Wпл;
- трению рабочих органов по укладываемой смеси Wтр;
- перемещению призмы волочения перед рабочими органами Wпр.
Перечисленные силы можно найти из следующих выражений:
1) сопротивление перемещению ремиксера (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

2) сопротивление разогретого асфальтобетона фрезерованию (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

3) сопротивление планированию отвалом (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

4) сопротивление сил трения рабочих органов по смеси (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

5) сопротивление перемещению призмы волочения перед рабочими органами (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Силовая установка должна развивать силу тяги Т, достаточную для преодоления всех сил сопротивления, возникающих при работе машины,
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Зная мощность двигателя, можно определить силу тяги из выражения
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Баланс мощности ремиксера. При проверке или оценке мощности силовой установки машины следует определить энергопотребление всех агрегатов и рабочих органов ремиксера в рабочем режиме. В общем случае мощность силовой установки расходуется на привод следующих механизмов:
- механизма передвижения в рабочем режиме;
- смесителя;
- ленточных транспортеров-питателей;
- фрезерного барабана;
- распределительного шнека;
- трамбующего бруса;
- выглаживающей плиты;
- вспомогательных механизмов.

Для определения энергопотребления отдельных механизмов, т.е. их мощности (кВт) используют следующие выражения:
1) для механизма перемещения ремиксера
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

2) для привода смесителя
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

3) для привода ленточных транспортеров-питателей (наклонного и горизонтального)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

4) для привода фрезы
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

При необходимости можно проверить мощность привода фрезы по формуле
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

5) для привода распределительного шнека
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

6) для привода трамбующего бруса
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

7) для привода вибрационной плиты
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

8) для привода вспомогательных механизмов
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Таким образом, общая мощность, затрачиваемая на рабочий процесс,
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

При проектировании разогревателей асфальтобетона следует произвести ряд расчетов, в том числе определение основных размеров разогрева-теля, тепловой расчет оборудования, тяговый расчет самоходной машины, а также баланс мощности.
Тепловой расчет асфальторазогревателей включает определение характеристик системы разогрева для установления необходимого расхода топлива или электрической энергии, в том числе времени нагрева до заданной температуры, плотности теплового потока и скорости перемещения разогревателя.
К исходным данным относятся требуемая производительность машины, толщина разогреваемого слоя, температуры начала и окончания разогрева покрытия и др.
Основные размеры разогревателя устанавливают конструктивно, чтобы ширина блока нагревателей не превышала поперечный габарит базового шасси.
В качестве нагревателей, как правило, используют газовые горелки инфракрасного излучения, которые имеют большой коэффициент выхода лучистой энергии (50-60 % всего затраченного тепла). На рисунке 8.35 представлена принципиальная схема газовой горелки инфракрасного излучения.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Горящий газ выходит из форсунки 5 и попадает в инжектор 4, в котором смешивается с воздухом. Далее газовоздушная горящая смесь из инжектора поступает в распределительную коробку 2 и выходах через каналы 1, передавая тепло керамическому насадку 3. Он нагревается до температуры 850-900 °С и становится источником инфракрасных лучей.
Расход газа определяют по предельной тепловой нагрузке (кДж/м3) из выражения
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Число газовых баллонов определяют, исходя из числа одновременно работающих горелок и времени их непрерывной работы.
Время непрерывной работы (ч) горелок
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Вместимость баллонов (м3) зависит от их числа:
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Вместимость баллона по газу Vг
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Запас сжиженного газа в баллоне (кг)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Таким образом, подставив в формулу (8.85) выражения (8.86)-(8.88), получим время непрерывной работы горелок
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Расход тепла на нагрев АБ покрытия определяют из следующих соображений. Необходимую мощность излучения, т.e. плотность теплового потока на поверхности покрытия (Вт/м2) определяют из условия постоянства теплового потока:
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Время нагрева асфальтобетона на глубину h до заданной температуры Т
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Высоту установки горелок над покрытием (м) определяют через плотность теплового потока из формулы
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Режим работы разогревателя зависит от его скорости и длины блока разогревателя
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Подставив в формулу (8.93) выражение (8.91), получим соотношение
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Тяговый расчет самоходных разогревателей состоит в определении сил сопротивления, возникающих при передвижении машины в рабочем режиме. В зависимости от набора рабочих органов имеются два варианта расчетов: во-первых, разогревателя, оснащенного только блоком инфракрасных излучателей; во-вторых, разогревателя, снабженного блоком излучателей и фрезерным барабаном.
Если разогреватель имеет только блок излучателей, при перемещении в рабочем режиме следует учитывать только сопротивление его перемещению.
Если же в комплект рабочего оборудования входят и излучатели, и фреза, тогда суммарное сопротивление его передвижению в рабочем режиме включает две составляющие:
- сопротивление перемещению машины Wпер;
- сопротивление резанию разогретого асфальтобетона Wф.
Сопротивление перемещению разогревателя (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Сопротивление фрезерованию разогретого асфальтобетона (Н)
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Таким образом, общая сила сопротивления
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Двигатель разогревателя должен развивать силу тяги Т, которая преодолевает силы сопротивления, возникающие при работе машины:
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Силу тяги (Н) можно определить по формуле
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Кроме того, следует проверить силу тяги по сцеплению, считая, что коэффициент сцепления для пневмоколесного движителя по асфальтобетону φсц = 0,5...0,6.
Баланс мощности разогревателя, как и любой другой машины, состоит в определении мощности силовой установки машины (или проверке мощности уже выбранного двигателя), необходимой для привода хода машины и привода ее рабочего оборудования, которая соответствует энергозатратам на преодоление указанных сопротивлений.
Мощность (кВт), необходимая для привода хода разогревателя.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Мощность (кВт), необходимая для привода фрезы.
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

Соответственно, мощность силовой установки должна быть больше суммы указанных мощностей:
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

При необходимости оценки сопротивлений, возникающих в транспортном положении, следует учитывать сопротивление передвижению машины Wпер и сопротивление от сил инерции поступательно и вращательно движущихся масс при трогании машины с места Wi.
Силу сопротивления инерционных сил (Н) определяют по формуле
Машины для капитального ремонта асфальтобетонных покрытий

По общей силе сопротивления в транспортном режиме можно проверить мощность подобранного двигателя разогревателя.