Машины для текущего ремонта асфальтобетонных покрытий

Из технологических процессов текущего ремонта наиболее распространенными являются технологии ямочного ремонта. В свою очередь к наиболее востребованным относятся методы укладки следующих ремонтных материалов:
1) мелкозернистых асфальтобетонных смесей;
2) литого асфальтобетона;
3) эмульсионно-минеральных смесей.
Ямочный ремонт состоит из следующих основных операций:
- формирование карты ямочного ремонта, т.е. прямоугольного выреза АБ покрытия при помощи дорожной фрезы или отбойного молотка;
- очистка карты сжатым воздухом при помощи компрессора или пневмовакуумной подметально-уборочной машины (при необходимости промывка водой с последующей сушкой сжатым воздухом);
- грунтовка поверхностей карты битумом или битумной эмульсией;
- укладка АБ смеси и заполнение ремонтируемой карты с запасом на уплотнение;
- уплотнение уложенной смеси виброплитой или виброкатком.
Для обеспечения комплексной механизации работ по ямочному ремонту с применением указанных ремонтных материалов используют специализированные машины или комплекты машин и дополнительного оборудования, которые обеспечивают выполнение всех или некоторых операций по ямочному ремонту.
Эти машины классифицируют по виду ремонтных работ, по типу рабочего оборудования и его привода, а также по способу передвижения. В таблице 8.1 представлены варианты комплектов отечественных машин и оборудования для ямочного ремонта и ремонта трещин.
Для ямочного ремонта используют навесные фрезы на базе пневмоколесного трактора. Их разделяют по следующим основным признакам:
1) по назначению - для разделки трещин и выработки карты;
2) по приводу фрезерного барабана - с механическим и гидравлическим приводом;
3) по типу барабана - с неподвижным и подвижным в поперечном направлении;
4) по типу опорного устройства - с опорными роликами и скользящими траверсами.

На рисунке 8.1 приведена конструктивная схема фрезы типа «Амкодор 8047А». Фрезу с неподвижным барабаном 2 крепят при помощи рамы 3 к заднему мосту трактора МТЗ-82. Привод рабочего оборудования осуществляют от вала отбора мощности трактора через конический и цилиндрический редукторы. В рабочем положении фрезерное оборудование опирается на два опорных ролика 1, что повышает точность технологических операций. Управление положением фрезы (подъем-опускание) производят при помощи двух гидроцилиндров 4. Машина оснащена системой водяного охлаждения с принудительной подачей воды. Ее производительность составляет до 2000 м3 в смену при ширине фрезерования 0,4 м.

На рисунках 8.2 и 8.3 приведены конструктивная и кинематическая схемы подобного фрезерного оборудования (типа МА-03 производства «Мосгормаш»), которое также устанавливают на шасси трактора МТЗ. Фрезерный барабан 9 с резцами 10 прикрепляют при помощи опорного кронштейна 1 к заднему мосту трактора (см. рисунок 8.2).

Перевод оборудования из транспортного (показано на рисунке) в рабочее положение осуществляют при помощи гидроцилиндров 2 и поворотного кронштейна 3. Его привод включает фланец 12, установленный на вал отбора мощности трактора, и карданный вал 11. На траверсах 5 установлены два опорных колеса 6, которые имеют возможность перемещаться посредством винтовой передачи 4 в вертикальной плоскости относительно барабана.
Крутящий момент (см. рисунок 8.3) от вала отбора мощности 1 трактора через карданный вал 3, коническую передачу 4, 5 и бортовой редуктор 8 передается на шпиндель 7 и фрезерный барабан с резцами 6.
В таблице 8.2 приведены технические характеристики навесных фрез малого типоразмера производства «Амкодор» на шасси тракторов МТЗ. Их используют в основном для ямочного ремонта АБ покрытий или для других небольших по объему дорожных работ.

Как видно из таблицы, некоторые модели имеют фрезы с поперечным перемещением барабана.
На рисунке 8.4 представлена конструктивная схема фрезы модели «Амкодор 8048 А» с поперечным перемещением рабочего органа. Фрезерный барабан 9 с помощью гидроцилиндров 7 можно устанавливать в пределах габаритов направляющих 10, не меняя положения трактора, что значительно расширяет технологические возможности фрезы при разработке карты для ямочного ремонта. В рабочем положении машина опирается на траверсы 5, что обеспечивает точность выработки карты. Привод вращения и перемещения барабана осуществляют от гидросистемы трактора. При этом частоту вращения барабана можно регулировать в интервале от 0 до 1800 об/мин при максимальном крутящем моменте до 2,4 кН*м.

При оценке основных параметров фрезы производят тяговый и энергетический расчеты, рассчитывают гидравлическую систему трактора с учетом наличия фрезы и подбирают гидрооборудование для управления рабочими органами.
Тяговый расчет проводят на основе анализа уравнения тягового баланса. Общая сила сопротивления включает следующие сопротивления:
- фрезерованию холодного асфальтобетона
- перемещению трактора Wпер.
Сопротивление фрезерованию (Н) холодного асфальтобетона определяют по формуле

Сопротивление перемещению трактора (Н)

Для преодоления сил сопротивления, возникающих при работе машины, должно выполняться условие

Зная мощность силовой установки, можно определить силу тяги из выражения

Мощность силовой установки трактора в общем случае расходуется на привод механизма передвижения и привод фрезерного барабана.
Мощность (кВт) привода механизма перемещения

Мощность (кВт) привода фрезы оценивают по формуле

Машины для укладки мелкозернистых АБ смесей работают по методу «горячего» восстановления покрытий. Они имеют разную комплектность дополнительного оборудования, а также различные рабочие органы, распределяющие смесь (разбрасывающий диск, распределительную тележку с лотком или разгрузочный шнек).
Самой простой по конструкции является комбинированная дорожная машина (КДМ), приведенная на рисунке 8.5, которая позволяет реализовать только одну операцию ремонта - распределение смеси при помощи разбрасывающего диска 6. Она представляет собой кузов 1, смонтированный на раме 3, которая крепится к шасси автомобиля при помощи стремянок. Материал из кузова перемещается цепным транспортером к заднему борту, который оборудован шиберной заслонкой, регулирующей расход материала. Затем он попадает на разбрасывающий диск и распределяется по обрабатываемой поверхности. Привод транспортера и разбрасывающего диска осуществляют гидромоторами от гидросистемы базового шасси.
Кузов для материала не имеет возможности обогрева, что приводит к быстрому остыванию АБ смеси. Кроме того, неравномерность подачи материала с помощью диска требует дополнительного применения ручного инструмента для заполнения карты смесью. Поэтому машины данного типа используют преимущественно при зимнем содержании автодорог (для разбрасывания противогололедных материалов), комплектуя их отвалом для уборки снега.

Более широкими возможностями располагают машины ДЭ-5 и ДЭ-5А, а также МТРД и МТРДТ, смонтированные на шасси грузового автомобиля. Они различаются между собой типом привода (электрическим или пневматическим) дополнительного рабочего оборудования, которое позволяет проводить большинство операций ямочного ремонта.
На рисунке 8.6 приведена конструктивная схема машины ДЭ-5А. Она содержит бункер-термос 1 для горячей АБ смеси, оборудованный распределительной тележкой 9 для материала, емкости для минерального порошка 14 и битумной эмульсии 16, а также газовое оборудование (газовые баллоны 11 с регулятором давления) с блоком горелок ИК-излучения 12. Перевод бункера-термоса из транспортного в рабочее положение производят гидроприводом. Машина ДЭ-5А имеет пневматический привод рабочего оборудования (от компрессора). Привод 6 компрессора 3 осуществляют от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности, редуктор, карданную и ременную передачи. На редукторе привода компрессора установлен гидронасос, обеспечивающий работу гидрооборудования машины.

Модель ДЭ-5 отличается от модели ДЭ-5А наличием автономной электрогенераторной установки для привода рабочего оборудования (компрессора, электровиброкатка, отбойного электромолотка). Привод рабочего оборудования осуществляют от асинхронных трехфазных электродвигателей с коротко-замкнутыми роторами.
Конструкции этих машин позволяют ремонтировать покрытие двумя способами:
- во-первых, «горячим» способом - нагревом ремонтируемого участка до температуры 120-160°С ИК-излучателями, последующим смешением разогретой смеси старого покрытия с порцией новой смеси из бункер-термоса, разравниванием и укаткой ручным виброкатком;
- во-вторых, «холодным» способом - механической вырубкой старого покрытия, очисткой полученной карты сжатым воздухом и заполнением ямы новой смесью из бункер-термоса с последующим уплотнением смеси ручным катком.
Примерно такими же технологическими возможностями располагают машины МТРДТ и МТРД. На рисунке 8.7 приведена конструктивная схема одной из них. Она также оснащена бункером-термосом 2 для горячей АБ смеси с распределительной тележкой для материала, а также обогреваемым баком 8 для битума с устройством для его перемешивания. Кроме того, машина МТРДТ оборудована электрогенератором 4 с приводом от двигателя базового шасси, который обеспечивает электроэнергией рабочее оборудование (компрессор, отбойные электромолотки, электровибротрамбовку, электровиброкаток). Привод электрогенератора осуществляют от двигателя базового шасси через коробку отбора мощности, карданную и клиноременную передачи.

Рабочее оборудование позволяет ремонтировать АБ покрытие «горячим» способом с помощью электроразогревателя и электроутюга. Ямочный ремонт производят вырубкой и разогревом старого покрытия, очисткой карты от вырубленных фрагментов асфальтобетона ручным скребком и сжатым воздухом, обработкой ямы распыленным горячим битумом, укладкой новой АБ смеси и ее уплотнением с последующей спайкой нового и старого покрытия по контуру карты.
Машина МТРД имеет компрессор, питающий рабочее оборудование сжатым воздухом. Помимо указанных машин, в СНГ производят установки моделей ЭД-105.1 и ЭД-105.1А для ямочного ремонта, которые различаются между собой типом базового шасси и набором рабочего оборудования. Конструкция обеих моделей включает бункер-термос для горячей АБ смеси и битумный котел, компрессор, пневмоинструмент (отбойный молоток) и распылитель битума, а также дополнительную кабину для перевозки обслуживающего персонала. Для уплотнения уложенной смеси модель ЭД-105.1 имеет виброплиту с автономным приводом, а модель ЭД-105.1 А - ручной каток. В состав модели ЭД-105.1 входит также обрезчик кромок.
Наряду с указанными машинами, дорожные предприятия страны эксплуатируют импортное оборудование, технические характеристики которого приведены в таблице 8.3. Машины ведущих производителей содержат, как правило, упомянутый ранее набор основных агрегатов и дополнительного рабочего оборудования. Например, машину ТР-4 монтируют на шасси грузового автомобиля грузоподъемностью не менее 10 т. Приводы основных механизмов и агрегатов осуществляют от гидросистем, а подачу сжатого воздуха - от пневмосистемы базового шасси. В числе основных агрегатов машины:
- бункер-термос для АБ смеси, имеющий две системы обогрева (газовую и электрическую) и оборудованный мешалкой для перемешивания и шнеком для выгрузки смеси:
- обогреваемый бак для битумной эмульсии с системой распыления;
- устройство с контейнером для сбора раздробленного старого асфальтобетона;
- ручная горелка для удаления влаги и подогрева кромок карты;
- гидроуправляемая подъемная платформа с отбойным молотком для вырубки кромок карты и виброплитой для уплотнения уложенной смеси;
- ручной распылитель с форсункой для распыления битумной эмульсии для подгрунтовки поверхностей ямы.
Важной проблемой является переработка гранулята старого асфальтобетона, который образуется при вырубке карт ремонтируемой ямы и фрезеровании поврежденного покрытия. Для этого производят специальное оборудование, в их числе малогабаритные рециклеры, которые выпускают у нас в стране и за рубежом. Например, установка для регенерации асфальтобетона ПМ-107 (производства «Белдортехники») смонтирована на тележке, прицепной к трактору или грузовому автомобилю. Она снабжена вращающейся теплоизолированной емкостью, в которой происходит разогрев гранулята с добавлением битума и минерального материала (щебня, отсева), а также перемешивание получаемой смеси. Емкость имеет с одной стороны загрузочный бункер, а с другой - разгрузочное окно с задвижкой, через которую приготовленная смесь выгружается в распределительную тележку или непосредственно в ремонтируемую яму. Вращение емкости осуществляют гидромотором от гидронасоса с приводом от автономного двигателя. Для подогрева смеси в передней части емкости установлена горелка, работающая на дизельном топливе. Подобную конструктивную схему имеют агрегаты для переработки асфальтобетона АПА-1 («Волковысского завода кровельных и строительно-отделочных машин»).
Основные технические характеристики отечественных рециклеров для переработки асфальтового гранулята приведены в таблице 8.4.

Машины для ямочного ремонта укладкой литого асфальтобетона также работают по методу «горячего» восстановления покрытий.
Для ямочного ремонта укладкой литого асфальтобетона применяют термос-миксеры - теплоизолированные обогреваемые бункеры, оборудованные механизмами перемешивания и выгрузки литой асфальтобетонной смеси. Их целесообразно классифицировать по следующим признакам:
1) по типоразмеру (м3) - малой (≤ 4,5), средней (до 9) и большой (≥ 9) вместимости;
2) по расположению вала смесителя - горизонтальное и вертикальное;
3) по типу привода смесителя - с механическим от автономного двигателя или гидромеханическим от гидросистемы базового шасси;
4) по цикличности работы - с непрерывной, порционной и комбинированной выдачей смеси;
5) по форме емкости - корытообразные и бочкообразные.
Их монтируют на автомобильном шасси соответствующей грузоподъемности.
Дорожными организациями страны эксплуатируются термос-миксеры различных производителей. Их основные технические характеристики приведены в таблице 8.5.
Типичная конструкция термос-миксера (модели ОРД) представлена на рисунке 8.8. Машина имеет теплоизолированную кожухом 3 емкость 4 со смесителем 5. Обогрев емкости осуществляют через жаровые трубы 6, 7 два автоматических подогревателя 15, которые работают на жидком топливе. Гидромеханический привод 10 от автономного двигателя 13 обеспечивает реверсивное вращение вала смесителя 5. Изменение положения емкости осуществляют с помощью двух гидроцилиндров подъемника 14. Благодаря возможности реверса смесителя при транспортировании смешение смеси сопровождается ее нагнетанием к передней стенке, а при разгрузке - к задней, где расположено отверстие для выгрузки, оборудованное шиберной заслонкой.
Значительно расширяются технологические возможности термос-миксеров при наличии комбинированной системы выдачи смеси как порционным, так и поточным методами. Такая система позволяет использовать их как для ямочного ремонта, так и для капитального ремонта дорожных покрытий. В ряде моделей термос-миксеров предусмотрен дублированный привод, что значительно повышает надежность машины и позволяет выбирать оптимальный режим работы смесителя в зависимости от технологической задачи. Некоторые модели, представленные в таблице 8.5, имеют систему бесступенчатого регулирования частоты вращения вала смесителя, что позволяет эффективно смешивать органические и минеральные вяжущие с различными материалами, в том числе с минеральными наполнителями, регенерированным асфальтовым гранулятом, резиновыми и полимерными модификаторами.

Машины для ямочного ремонта укладкой эмульсионно-минеральных смесей реализуют метод «холодного» восстановления покрытий. При производстве ямочного ремонта автомобильных дорог укладкой эмульсионно-минеральных смесей (ЭМС) используют:
- укладку предварительно приготовленных ЭМС;
- механизированную укладку ЭМС при смешивании компонентов в рабочем органе машины.
Для укладки предварительно приготовленных ЭМС (затаренных или приготовленных непосредственно на объекте производства работ) применяют следующие машины и оборудование:
1) стационарную или мобильную установку для приготовления смеси;
2) компрессор с набором отбойных молотков или дорожную фрезу для вырубки кромок ямы;
3) оборудование для укладки ЭМС в яму;
4) виброплиту или ручной виброкаток для уплотнения уложенной в яму ЭМС;
5) транспортное средство для перевозки ЭМС с базы на объекты производства работ.
Для механизированной укладки ЭМС (по второму методу) используют следующую технику:
1) компрессор или дорожную фрезу;
2) машину для приготовления, укладки и уплотнения ЭМС;
3) виброплиту или виброкаток.
Механизированную укладку осуществляют путем пневматического транспортирования, совмещения и распределения компонентов ЭМС (этот вид укладки называют методом пневмонабрызга). Его сущность состоит в том, что совмещение компонентов осуществляют в машине при транспортировке битумной эмульсии сжатым воздухом от компрессора под давлением до 1 МПа. В результате образуется эмульсионное облако в распылительном сопле рабочего органа машины, проходя через которое частицы щебня обволакиваются эмульсией. Обработанные частицы на выходе из сопла имеют скорость до 30 м/с, что обеспечивает хорошее уплотнение ремонтного материала в яме.
Машины для механизированной укладки ЭМС совмещают несколько технологических операций ямочного ремонта. Все основные операции (приготовление смеси, ее укладка в ремонтируемую яму и уплотнение) осуществляются потоком воздуха. Рабочее оборудование машин для механизированной укладки ЭМС включает бункеры для минеральных материалов (щебня различных фракций) и битумной эмульсии, систему пневматической подачи исходных компонентов (минеральных материалов и битумной эмульсии) в зону укладки, их распределения и уплотнения.
Оборудование этих машин можно классифицировать по следующим основным признакам:
1) по способу расположения рабочего оборудования - навесные, прицепные и полуприцепные;
2) по приводу воздуходувки - от автономной силовой установки или от вала отбора мощности базового шасси;
3) по комплектации вспомогательного оборудования - с устройством для очистки щебня, с системой для модифицирования щебня, с уплотнительным устройством (вибро- или пневмотрамбовкой, ручным катком).
Основные технические характеристики машин и установок для ямочного ремонта механизированной укладкой ЭМС представлены в таблице 8.6. Конструкции этих машин отличаются наборам комплектующих изделий и расположением (навесным, прицепным и полуприцепным) агрегатов рабочего оборудования. В качестве примера можно привести установку немецкой фирмы «Schafer», которая включает установленные на прицепном шасси двухсекционный бункер для щебня, отдельные баки для воды и битумной эмульсии, дизельный двигатель, приводящий гидросистему шнеков подачи щебня из бункера в щебнепровод, компрессор пневмосистемы и воздуходувку. Она создает поток воздуха, при помощи которого щебень подают по щебнепроводу в рабочий орган (сопло) и смешивают с битумной эмульсией, подаваемой го бака диафрагменным насосом. Получаемую ЭМС непрерывно укладывают в ремонтируемую яму, предварительно очищенную водой от грязи и засорителей.
Значительно возрастает долговечность асфальтобетона при ямочном ремонте, если исходные компоненты предварительно активируют перед смешением. В частности, обработка щебня анионными поверхностно-активными веществами (ПАВ) существенно повышает показатели физико-механических и эксплуатационных свойств ЭМС за счет усиления адгезионного взаимодействия между минеральным материалом и вяжущим.
Реализация активационных процессов при смешении компонентов ЭМС была осуществлена в конструкции устройства, которое агрегатируется с машинами для ямочного ремонта. Оно представляет собой лопастной или шнековый питатель, в корпус которого вмонтированы форсунки подачи ПАВ. Активацию минеральных компонентов в данном устройстве производят путем их смешения с ПАВ с последующей обработкой вяжущим.
На рисунке 8.9 представлена конструктивная схема универсальной машины для ямочного ремонта, оборудованная активационным устройством. Машина состоит из металлоконструкции, образующей бункер для щебня 1, баки для воды 2 и битумной эмульсии 3. Ее можно устанавливать на шасси иди в кузове транспортного средства 4. В нижней части бункера установлен шнек 5 с приводом от силовой установки 6. Щебень подается шнеком из бункера в приемный лоток 7 и далее потоком воздуха по щебнепроводу 8 в сопло 9. Поток воздуха создает воздуходувка, приводимая от силовой установки 6. Одновременно в сопло из бака 3 по трубопроводу 10 подается под давлением битумная эмульсия. В сопле 9 происходит смешение щебня с битумной эмульсией. В результате смесь непрерывно укладывается в ремонтируемую яму и уплотняется в ней. В машине предусмотрена возможность очистки ямы водой, которая поступает в нее: из бака 2 по трубопроводу 11. Машина имеет устройство для активации 14, в котором происходит обработка щебня ПАВ. Жидкое активирующее вещество находится в бачке 12, соединенном трубопроводом 15 с форсунками 13, при помощи которых оно распыляется, перемешиваясь со щебнем в активаторе 14.

Привод узлов и агрегатов машины осуществляют от автономной силовой установки или от базового шасси, в качестве которого можно использовать отечественные МАЗ-53373 или МАЭ-5337. Кроме того, возможен вариант прицепного шасси, которое агрегатируют с трактором тягового класса 1,4. Загрузку минеральных материалов производят при помощи вспомогательного оборудования, например, элеватора или гидроманипулятора, оснащенного грейфером.
Машина имеет расширенные технологические возможности. Ее можно также использовать для распределения противогололедных материалов (как жидких реагентов, так и песчано-соляных смесей) в зимний период. Для этого вместо сопла устанавливают разбрасывающий диск, на который из бункера шнековым транспортером подают песчано-соляную смесь, а в случае использования жидких реагентов их заправляют в баки машины и подают на обрабатываемую полосу с помощью насосов.
Эксплуатационную производительность (м/ч) машин для текущего ремонта определяют по формуле

Общее время на ремонт (с)

Вспомогательное время

Время, затрачиваемое на заправку бункера,

Число заправок бункера смесью, необходимое для выполнения работ,

Средства малой механизации. Специфика ямочного ремонта (небольшие объемы и большое количество объектов) обусловливает технологическую и экономическую необходимость использования средств малой механизации. В их числе нарезчики и заливщики швов, виброплиты и вибротрамбовки, а также другое малогабаритное оборудование.
Нарезчики швов. При ямочном ремонте для вырубки кромок ремонтируемых ям и разделки трещин применяют нарезчики швов. Их целесообразно классифицировать по следующим основным признакам;
1) по мощности двигателя (кВт) - легкие (До 15), средние (до 30) и тяжелые (до 50);
2) по способу перемещения - ручные и самоходные;
3) по типу привода рабочего органа - с механическим, гидравлическим и электрическим приводом;
4) по виду рабочего органа - с режущим диском и с тонкой фрезой.
Главным элементом нарезчика швов является рабочий орган - режущий диск (или фреза), который приводит во вращение силовая установка - двигатель внутреннего сгорания, электрический двигатель с питанием от сети (или от стационарного источника) или комбинированная силовая установка (ДВС - электропривод или ДВС - гидропривод).
Для ямочного ремонта используют в основном ручные нарезчики с механическим приводом. Самоходные машины применяют для крупномасштабных дорожных работ, в том числе для нарезки пазов деформационных швов в ЦБ покрытии.
Наиболее простую конструкцию имеют нарезчики швов с механическим приводом. Такой нарезчик (рисунок 8.10) представляет собой тележку, на раме 1 которой установлен двигатель внутреннего сгорания 6, приводящий через трансмиссию (сцепление и клиноременную передачу 5 ) режущий диск 3, положение которого регулирует ручной подъемный механизм 8. Передвижение нарезчика при резании покрытия производит оператор вручную. Установка режущего диска на требуемую глубину резания производится вручную механизмом 8. Диск закрыт защитным кожухом 4 с трубкой, по которой подают воду из бака 7 для охлаждения диска. Удаление пыли и продуктов резания из рабочей зоны может производиться пылесосом, дополнительно устанавливаемым на раму.

В качестве рабочего органа в нарезчиках используют два вида режущего инструмента: во-первых, алмазносегментные отрезные диски (т.е. диски с алмазным покрытием), которые объединяют в пакет для обеспечения необходимой ширины разделки трещин; во-вторых, фрезы с требуемой шириной режущей кромки зубьев из твердосплавных материалов или с алмазным покрытием.
В Белоруссии нарезчики швов выпускает «Белдортехника». Их также производят как навесные адаптеры на универсальные энергомодули, например, на энергосредство «Полесье-30» (производства ГСКБ объединения «Гомсельмаш»). Ведущие производители дорожной техники выпускают несколько типоразмеров нарезчиков швов, отличающихся типом и мощностью двигателя, диаметром режущего диска и глубиной резания. В их числе фирмы «Cedima», «Stow» и «Breining» (Германия), «Dynaрас» и «Partner» (Швеция) и др.
При резании материала фрезами, оснащенными твердосплавными зубьями, происходит дробление и даже вырывание крупных зерен щебня из кромки разделываемой трещины, что сопровождается снижением прочностных характеристик покрытия в этой зоне. Поэтому оборудование с твердосплавным инструментом целесообразно применять при разделке трещин в асфальтобетоне с максимальной крупностью заполнителя не более 10 мм. При резании алмазным инструментом такой проблемы не возникает, поскольку в этом случае щебень в асфальтобетоне аккуратно разрезается.
На рисунке 8.11 показан нарезчик швов с ручным управлением.

Скорость рабочего процесса нарезчиков швов зависит от глубины и ширины резания, от разрабатываемого материала и составляет 30 -200 м/ч. При необходимости очистки сильно загрязненных трещин применяют дисковые щетки, которые устанавливают вместо режущих дисков.
Самоходные нарезчики швов имеют гидравлический привод механизма передвижения, что позволяет им двигаться в рабочем режиме со скоростью до 480 м/ч. Большая масса обеспечивает им низкий уровень вибрации при работе с твердосплавным инструментом.
Расчет нарезчиков швов включает определение основных параметров, баланс мощности и др.
Мощность (кВт), затрачиваемую на резание шва, определяют по эмпирической зависимости, связывающей ее с габаритами вырезаемого паза, а также со скоростью резания:

Проверить правильность расчетов мощности резания можно при помощи выражения

Количество охлаждающей жидкости (л) оценивают также по эмпирической зависимости

Оборудование для ремонта трещин. После фрезерования и очистки дисковой щеткой с металлическим ворсом, устанавливаемой вместо режущего диска на нарезчик швов, следует подготовка трещины к последующей заливке герметиком, которая включает просушку и прогрев шва.
Для этих подготовительных операций используют как специализированное оборудование, так и сварочное газопламенное, приспособленное к ремонтным работам. К специализированному оборудованию относятся газогенераторные установки, которые оснащают компрессором, горелкой и баллонами с природным или другим горючим газом. Через управляемую форсунку они подают со скоростью 400-600 м/с горячий (200-300 °С) воздух в полость трещины. Результатом является не только очистка и сушка полости самой трещины, но и вынос разрушенных частиц покрытия из зоны трещины.
При использовании газопламенных установок просушку и прогрев трещин производят горелками с открытым пламенем, что приводит к выгоранию вяжущего и ускоренному разрушению асфальтобетона в зоне трещины.
Завершающей операцией по ремонту трещин является их герметизация, которую осуществляют специальными машинами - заливщиками швов. Их целесообразно классифицировать по следующим основным признакам:
1) по типу привода - самоходные, прицепные и ручные;
2) по виду обогрева емкости с герметиком - масляным теплоносителем, горючим газом и горелкой, работающей на дизельном топливе;
3) по наличию смесителя - с горизонтальным и вертикальным валом.
Заливщик представляет собой обогреваемый бак, установленный на раме, оборудованной колесным ходом. Бак может быть оснащен смесителем, а также оборудованием (насосом, коммуникациями, форсункой) для транспортирования герметика к трещине. Герметик загружают в бак, нагревают до рабочей температуры и с помощью насоса подают через управляемую форсунку в подготовленную трещину. Гидравлический привод смесителя и насоса подачи герметика от автономной силовой установки (двигателя внутреннего сгорания) через гидронасос и гидромотор обеспечивает эффективное регулирование подачи герметика.
На рисунке 8.12 показана конструктивная схема самоходного заливщика швов, который размещен на шасси грузового автомобиля. Он оснащен пневмосистемой с компрессором 1; баком 2 для разогрева герметика с форсункой 4 газовой горелки и коммуникациями; системой подачи герметика, включающей поворотную стойку 5 с трубчатой балкой, снабженной трубопроводом 3; приводом подачи воздуха и герметика в полость шва. Краны, насос и трубопроводы также обогреваются горячим газом. Компрессор обеспечивает продувку и очистку шва сжатым воздухом, а также его подачу в топливную форсунку. Компрессор приводят от двигателя транспортного средства через редуктор отбора мощности. Разогретый герметик при помощи насоса через трубопровод и сопло поступает в полость шва. С помощью поворотной стойки и балки сопло трубопровода перемещают вдоль шва для его заполнения.

После заливки трещину покрывают слоем песка или щебня мелких фракций (5-10 мм) для создания защитного шероховатого слоя износа, а также для предотвращения выпотевания битума. Для выполнения поверхностной обработки трещин имеются ручные щебнераспределители на пневмоколесах, основным узлом которых является бункер конической формы с заслонкой для регулирования толщины слоя распределяемого материала. Управление заслонкой и перемещение бункера осуществляют вручную.
В таблице 8.8 приведены характеристики некоторых заливщиков швов.
На рисунке 8.13 показан заливщик швов в прицепном варианте производства «Белдортехники». Он предназначен для разогрева и подачи под давлением битумно-эластомерных герметизирующих мастик при выполнении работ по герметизации трещин, швов и гидроизоляции при ремонтно-строительных работах на автомобильных дорогах, аэродромных покрытиях, мостах, путепроводах. Его комплектуют двумя легкосъемными насадками — для заливки швов и для заливки трещин.

Виброплиты для уплотнения дорожных материалов являются самопередвигающимся оборудованием. В качестве возбудителя колебаний они оснащены центробежными вибраторами - дебалансными валами. При вращении такого вала развивается центробежная сила инерции. Ее проекция на вертикальную ось является той вынуждающей (возмущающей) силой, под действием которой происходят колебания вибратора и самой плиты. Виброплиты классифицируют по следующим основным признакам:
1) по типоразмеру - легкие (массой 50-70), средние (70-110) и тяжелые (более 110 кг);
2) по типу привода вибратора - механические, гидравлические, электрические и пневматические;
3) по характеру колебаний вибратора - с ненаправленными (круговыми) и направленными колебаниями;
4) по количеству валов вибратора - одно- и двухвальные;
5) по способу рабочего перемещения одноходные (с ходом только вперед) и реверсивные (с ходом вперед - назад);
6) по степени автономности - самостоятельное оборудование или дополнительное оборудование к рециклерам.
Принцип действия центробежных дебалаисных вибраторов - одновальных и двухвалъных - представлен на рисунке 8.14. Наиболее значимым отличием этих вибраторов является характер действия центробежной силы инерции. У одновальных вибраторов центробежная сила имеет постоянную величину и переменное направление, а у двухвальных - центробежная сила имеет постоянное направление и переменную величину. При этом вынуждающая сила дебалансного вала изменяется во времени от нуля до максимальной (амплитудной) величины, равной центробежной силе.
У одновального вибратора (рисунок 8.14, а) центробежная сила Q1 при вращении вала остается постоянной, но непрерывно меняет направление, создавая круговые ненаправленные колебания. Его вынуждающая сила в каждый момент времени равна проекции на вертикальную ось центробежной силы. Соответственно, одновальный вибратор передает ненаправленные колебания виброплите, которая, в свою очередь, передает колебания уплотняемому материалу.

У двухвального вибратора (рисунок 8.14, б) оба вала соединены между собой (например, зубчатыми колесами) и вращаются в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью. За счет этого вертикальные составляющие центробежных сил всегда направлены в одну сторону, что обеспечивает вертикальные направленные колебания, которые передаются плите и обеспечивают более эффективное уплотнение материала. При этом горизонтальные составляющие этих сил (Q1 sin φ) взаимно уравновешиваются.
При вращении дебалансного вала центробежную силу определяют по формуле

Вынуждающая сила дебалансного вала соответствует вертикальной проекции Центробежной силы. Для одно- и двухвальных вибраторов она имеет различные значения.
Для одновального вибратора ненаправленного действия проекции центробежной силы на оси координат

Таким образом, вынуждающая сила (т.е. Qy) одновального вибратора изменяется по величине при вращении вала, что снижает эффективность уплотнения.
Для двухвального вибратора направленного действия проекции центробежных сил на оси x и у

Сопоставляя формулы (8.16) и (8.17), нетрудно убедиться в том, что суммарная вынуждающая сила двухвального вибратора значительно больше этого параметра одновального вибратора.
Двухвальный вибратор устанавливают на реверсивных виброплитах. Если ось центров валов расположена горизонтально, плита будет работать на месте, совершая вертикально направленные колебания иод действием силы Оу. Если же ось центров будет установлена под углом к вертикали, плита будет передвигаться в направлении отклонения оси центров.
В таблице 8.9 показано влияние типоразмера одноходных и реверсивных виброплит на толщину уплотняемых ими слоев АБ смесей.

В таблице 8.10 сопоставлены эксплуатационные характеристики виброплит и виброкатков в зависимости от их главного параметра - массы. Как видно из таблицы, по производительности плиты существенно уступают каткам. Поэтому их используют при небольших объемах дорожных работ, т.е. там, где не требуется высокая производительность: во-первых, при ямочном ремонте; во-вторых, при заделке траншей, пересекающих покрытие; в-третьих, при уплотнении щебня и гранулята, которые применяют для укрепления обочин; в-четвертых, при уплотнении нижних и верхних слоев дорожной одежды при уширении проезжей части в местах небольшой протяженности (на развязках, автобусных остановках и др.).

Виброплита (рисунок 8.15) представляет собой рабочую плиту-поддон 1 с вибратором 2, которая снабжена подмоторной рамой 4, двигателем 5, трансмиссией 3, системой подвески 7 и механизмом управления 6. На этом рисунке приведены принципиальные схемы одноходной плиты с вибратором ненаправленного действия (а) и реверсивной плиты с вибратором направленного действия (б).
Рабочее перемещение (самопередвижение) одноходной и реверсивной виброплит происходит следующим образом. Виброплита с одновальным вибратором может перемещаться только вперед за счет установки вибратора со смещением относительно центра инерции плиты (рисунок 8.15, а). Виброплита с двухвальным вибратором может работать на месте, а также перемещаться вперед или назад в зависимости от положения оси центров дебалансных валов (в положении, показанном на рисунке 8.15, б, плита перемещается влево). Положение оси центров изменяют при помощи регулировочной тяги (на рисунке не указана). Разворот и управление передвижением плиты производят при помощи рукоятки 6.

Механический привод вибратора состоит из двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением и трансмиссии (муфты сцепления и клиноременной передачи).
Гидравлический привод, который имеют тяжелые виброплиты, включает двигатель внутреннего сгорания, гидронасос, гидродвигатель, гидрораспределитель, бак для рабочей жидкости и коммуникации.
Пневматический привод содержит пневмодвигатель, пневмораспределитель и коммуникации, по которым сжатый воздух подают от компрессорной установки.
На рисунке 8.16 приведены конструктивная и кинематическая схемы самопередвигающейея виброплиты с механическим приводом одновального вибратора. Она содержит следующие сборочные единицы: плиту 1, вибратор 3, подмоторную раму 5, кабестан 2 со шкивом 15, двигатель 6 и муфту 32. Стальная плита 1 корытообразной формы является уплотняющим рабочим органом. В ее передней части расположена площадка для крепления привода кабестана 2.
На плите установлен вибратор 3, корпус 19 которого крепится к ней болтами. Главный вал вибратора 33 имеет четыре дебаланса - 20, 21, 26 и 27.
Двигатель внутреннего сгорания 6 через конический редуктор 18, карданные передачи 17 и 31, а также через клиноременные передачи 16 и 29 приводит во вращение вал 33 вибратора. Средние дебалансы 21 и 26 вращаются в сторону, противоположную направлению вращения крайних дебалансов 20 и 27, благодаря зубчатому механизму в корпусе вибратора. При исходном расположении массы дебалансов точно в вертикальной плоскости (относительно вала 33) плита колеблется только в вертикальном направлении. При смещении дебалансов относительно вала 33 в плане вперед, назад и в разные стороны плита будет перемещаться соответственно вперед, назад или вокруг оси.

Управление работой виброплиты производят вручную через две зубчатые передачи при помощи маховичков 23 и 24.
Для гашения колебаний и устранения их воздействия на двигатель рама 5 снабжена упругой подвеской шарнирной конструкции, которая имеет горизонтальные 7 и вертикальные 4 и 11 амортизаторы.
В таблице 8.11 приведены основные технические характеристики наиболее распространенных виброплит различных типоразмеров.

Отечественные предприятия также наладили производство виброплит. Например, машиностроительное предприятие «Белдортехника» выпускает две модели виброплит ПВ-1 и ПВ-2 (массой 70 и 120 кг); Могилевский завод «Строммашина» производит виброплиты модели УВ-04 (массой 233 кг) с приводом от двигателя мощностью 4,4 кВт; гомельское СКТБ «Техноприбор» - легкие виброплиты с приводом от пневмодвигателя.
Расчет виброплит. К основным характеристикам виброплит относятся сила тяжести и размеры рабочей площади, частота колебаний и вынуждающая сила, мощность двигателя и скорость передвижения. Как правило, большую часть показателей выбирают на основе экспериментальных данных.
Силу тяжести виброплиты выбирают по статическому давлению

Размеры плиты связывают с толщиной уплотняемого слоя. В частности, должно выполняться соотношение

По опытным данным рекомендуют принимать

Кроме того, для оценки массы (кг) виброплиты используют выражение

Для проверки или определения некоторых характеристик можно воспользоваться известным правилом о равенстве статического момента дебалансного вибратора и статического момента виброплиты при уплотнении материала заданной толщины.
Статический момент (Н*м) дебалансного вала

Статический момент (Н*м) виброплиты

Из равенства этих моментов можно определить геометрические характеристики дебаланса.
Наибольший эффект уплотнения достигается в тех случаях, когда частота вынуждающих колебаний плиты соответствует частоте собственных колебаний уплотняемого материала.
В ряде случаев необходимо определить скорость перемещения (м/мин) виброплиты. Для этого можно воспользоваться формулой

Для каждого материала экспериментальным путем подбирают оптимальную частоту дебаланса и скорость перемещения плиты. Максимальной скорости самопередвижения плиты соответствует угол φ = 45...50°.
Частоту вращения дебаланса (об/мин) можно определить с помощью эмпирической зависимости через толщину уплотняемого слоя (м):

Мощность двигателя плиты затрачивается на ее передвижение Nпер, на привод дебалансного вала Nпр и на преодоление сил трения Nпк в его опорах (подшипниках):

Мощность (Вт), затрачиваемая на передвижение,

Общая сила сопротивления передвижению ΣW плиты складывается из следующих составляющих:
1) сопротивления передвижению (Н) виброплиты по поверхности смеси

2) сопротивления призмы волочения (Н) смеси перед плитой

3) сопротивления инерционных сил (Н)

Мощность (Н), затрачиваемая на привод дебалансного вала,

Расчетную амплитуду колебаний (ад) дебалансного вала можно определить через необходимую для уплотнения амплитуду колебаний плиты:

Мощность (Н), затрачиваемую на преодоление сил трения в подшипниках вибровала, определяют по формуле