Обоснование рациональных параметров автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Ушков, Александр Владимирович

• Ушков, Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Ушков, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ....................................................................5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА КАЧЕСТВЕННЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ.......................10

1.1 Обзор применяемых техники и технологий строительства качественных асфальтобетонных

покрытий...................................................................10

1.1.1 Традиционная технология укладки асфальтобетонных смесей..............11

1.1.2 Транспортировка к месту проведения работ.............................12

1.1.3 Перегрузка асфальтобетонной смеси....................................14

1.1.4 Асфальтоукладчики....................................................14

1.1.5 Уплотняющая техника..................................................15

1.1.6 Скоростное строительство асфальтобетонных покрытий...................16

1.1.7 Транспортировка к месту проведения работ.............................17

1.1.8 Перегрузка смеси.....................................................18

1.1.9 Асфальтоукладчики....................................................19

1.1.10 Уплотняющая техника.................................................21

1.1.11 Основные принципиальные различия в технологиях......................21

1.2 Факторы, влияющие на качество асфальтобетонного покрытия...............24

1.2.1 Температура смеси....................................................24

1.2.2 Плотность распределенного материала..................................25

1.2.3 Толщина слоя.........................................................26

1.2.4 Основание дорожного покрытия.........................................28

1.3 Обзор и анализ дефектов асфальтобетонного покрытия при использовании традиционной

технологии укладки.........................................................29

1.4 Анализ и обзор патентов и технических решений по применению специализированных

перегружателей.............................................................34

1.5 Существующие методы определения........................................37

основных технических параметров комплексов машин...........................37

1.5.1 Производительность...................................................37

1.5.2 Методы выбора многоцелевых комплектов машин..........................40

1.6 Выводы по первой главе.................................................42

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ САМОСВАЛА С ДОННОЙ РАЗГРУЗКОЙ И

ПЕРЕГРУЖАТЕЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ.......................................44

2.1 Процесс взаимодействия автосамосвала с донной разгрузкой с асфальтобетонной смесью. 44

3

2.2 Обоснование углов наклона специализированного перегружателя с асфальтобетонной

смесью..........................................................................52

2.3 Процесс взаимодействия специализированного перегружателя с асфальтобетонной смесью 54

2.4 Методика расчета температурно-технологических параметров транспортных операций

асфальтобетонной смеси..........................................................61

2.5 Выводы по второй главе......................................................66

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИССЛЕДУЕМЫХ МАШИН С АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСЬЮ.....................................68

3.1 Состав и содержание экспериментальных исследований..........................68

3.2 Исследование параметров работы автосамосвала с донной разгрузкой с асфальтобетонной

смесью..........................................................................73

3.2.1 Определение показателей массы.............................................73

3.2.2 Определение размерных параметров..........................................74

3.2.3 Определение работоспособности разгрузочных заслонок.......................75

3.3 Исследование параметров работы специализированного перегружателя с асфальтобетонной

смесью ........................................................................ 78

3.3.1 Определение размерных параметров..........................................78

3.3.2 Определение показателей массы.............................................79

3.3.3 Определение технической производительности................................80

3.3.4 Определение рациональной скорости движения перегружателя..................81

3.4 Методика проведения испытаний асфальтоукладчиков..........................82

3.4.1 Испытания скорости движения асфальтоукладчика.............................82

3.4.2 Испытания бункера асфальтоукладчика.......................................84

3.4.3 Испытания конвейера асфальтоукладчика.....................................85

3.4.4 Испытания шнека асфальтоукладчика.........................................86

3.4.5 Испытания производительности асфальтоукладчика............................87

3.5. Температурные исследования параметров асфальтобетонной смеси в процессе

строительства...................................................................87

3.5.1 Температура смеси в валике .............................................. 87

3.5.2 Температура смеси перед перегружателем .................................. 91

3.5.3 Температура смеси в бункере асфальтоукладчика ........................... 94

3.5.4 Температура смеси после асфальтоукладчика ............................... 98

3.6. Выводы по третьей главе...................................................101

4

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

АВТОСАМОСВАЛА С ДОННОЙ РАЗГРУЗКОЙ И ПЕРЕГРУЖАТЕЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ................................................103

4.1 Методика расчета основных параметров комплекса по скоростному строительству

асфальтобетонных покрытий..............................................103

4.2 Экономическая эффективность автосамосвала с донной разгрузкой, рассчитанная по

годовым текущим расходам..............................................107

4.3 Экономическая эффективность перегружателя асфальтобетонной смеси и

асфальтоукладчика, рассчитанная по годовым текущим расходам...........118

4.4 Выводы по главе...................................................130

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................131

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................134

Приложение А..........................................................151

5

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных параметров автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Осуществление технологических операций для выполнения строительства современных автомобильных дорог, требует наличия высокоэффективной техники и оборудования. При использовании техники, способной в короткие сроки производить работы в больших объемах, необходимо обеспечить создание новых технологий производства строительных работ по устройству асфальтобетонных покрытий, которые позволят уменьшить затраты материальных, энергетических и трудовых ресурсов. По причине несоответствия протяженности и состояния дорожно-транспортной системы, современной интенсивности и грузонапряженности движения, происходят ежегодные экономические потери страны, поэтому приоритетными направлениями развития дорожно-транспортной инфраструктуры становятся строительство высококачественных скоростных автомагистралей и реконструкция автомобильных дорог в кратчайшие сроки.

Рассматривая различные технологии укладки дорожных покрытий, выявлена необходимость создания эффективных машин для укладки асфальтобетонных смесей по скоростной технологии на базе отечественного производства. Поэтому целесообразно провести исследования эффективности и обосновать рациональные параметры комплекса техники, состоящего из парка автосамосвалов с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси, работающего в комплексе с асфальтоукладчиком, что является актуальной задачей.

Объект исследования. Процессы транспортирования, перегрузки, и укладки асфальтобетонной смеси комплексом машин для строительства по скоростной технологии асфальтобетонных покрытий.

Предмет исследования. Параметры автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси, работающих в комплексе для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий.

Методология и методы исследования. Диссертационное исследование

6

выполнено с учетом трудов ведущих отечественных и зарубежных ученых в области техники и технологий дорожных, строительных и подъемно-транспортных машин. Теоретико-методологической основой работы явились системный подход; методы математического моделирования; теория рабочих процессов дорожных машин; теория планирования и статической обработки результатов эксперимента. Применялся анализ и синтез полученных данных в научных исследованиях, проектных и практических работах; сравнительный метод; графоаналитическое моделирование и технико-экономический анализ. Экспериментальные исследования производились в реальных условиях на натурных образцах.

Цель работы - обоснование технологических параметров автосамосвала с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси в составе комплекса, позволяющих повысить производительность и качество дорожного покрытия.

Задачи исследования.

1. Проанализировать изученность исследуемых техники и технологий в области строительства асфальтобетонных покрытий.

2. Провести моделирование процесса работы применяемых машин.

3. Обосновать технические параметры автосамосвала с донной разгрузкой и специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси.

4. Провести экспериментальные исследования по определению производительности технологических машин, объему выгруженной асфальтобетонной смеси и её температурных показателей.

5. Разработать алгоритм и методику определения параметров технологических машин.

6. Провести оценку эффективности рассматриваемых машин.

Научная новизна работы.

- установленные взаимосвязи между параметрами рабочих процессов автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси способствуют повышению качества строительства асфальтобетонных покрытий;

7

- разработаны математические модели взаимодействия автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя с асфальтобетонной смесью;

- впервые исследованы рабочие процессы автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси;

- разработана методика и алгоритм определения параметров автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси.

Теоретическая и практическая значимость работы. Научное значение работы заключается в установлении зависимостей между параметрами рабочих процессов и техническими параметрами специализированного перегружателя асфальтобетонной смеси и автосамосвала с донной разгрузкой; в разработке алгоритма определения рациональных параметров комплекса для строительства асфальтобетонных покрытий.

Практическое значение работы состоит в следующем.

1. Обоснована целесообразность применения автосамосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси в составе комплекса для технологии скоростного строительства асфальтобетонных покрытий.

2. Установлены рациональные параметры работы рассматриваемых технологических машин комплекса, которые предлагается использовать при применении технологии по скоростному строительству асфальтобетонных покрытий.

3. Созданы и испытаны полномасштабные экспериментальные образцы, получены экспериментальные данные об эффективности применения машин комплекса.

На защиту выносятся следующие положения.

- Обоснование параметров машин, влияющих на производительность комплекса;

- Математические модели работы машин при взаимосвязи между их рабочими процессами;

- Методика определения рациональных параметров комплекса машин для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий и её применение;

8

- Результаты экспериментальных исследований и полученные экспериментальные данные, адекватность математической модели.

Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов подтверждается согласованием выводов теоретического анализа с результатами экспериментальных исследований и расчетов работы комплекса машин для скоростного строительства асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог.

Исследования, проведенные в диссертации, были использованы в опытноконструкторской и научно-исследовательской работах, проведенных совместно с ЗАО «Бецема» по заказу Минпромторга РФ для создания машин по скоростной укладке асфальтобетонных покрытий.

Эффективность теоретических и экспериментальных результатов подтверждена актами и заключениями о внедрении результатов диссертационной работы:

- На предприятии ЗАО «Бецема»;

- В учебном процессе ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» при подготовке специалистов по направлению 23.05.01 «Наземные транспортно-технологические средства», профиль «Подъёмно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование».

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научнометодических и научно-исследовательских конференциях в МАДИ в 2012, 2013, 2014, 2015 годах; выступления на выставке «Дорога», «Доркомэкспо»; XVIII Московская международная межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых.

Реализация результатов работы. Совместно с ЗАО «Бецема» были спроектированы и созданы образцы перегружателя асфальтобетонной смеси и автосамосвала с донной разгрузкой. В результате испытаний образцов, проходивших с 9 по 12 сентября 2013 года, исследованы основные технические и технологические параметры, проанализировано влияние комплекса по скоростному строительству асфальтобетонных покрытий на качественные

9

характеристики дорожного полотна, проведен ряд экспериментов по определению степени температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников. Общий объем работы составляет 151 страницу, включая 9 таблиц, 46 рисунков, список литературы из 169 наименований и 1 приложения на 1 листе.

10

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРИМЕНЯЕМЫХ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА КАЧЕСТВЕННЫХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1 Обзор применяемых техники и технологий строительства качественных асфальтобетонных покрытий

Наиболее распространенной технологией строительства асфальтобетонных покрытий является традиционная технология. Начиная с 1934 года в СССР в дорожном строительстве стали использовать нефтяные дорожные битумы, что привело к постепенному развитию и становлению технологии, применяемой в современном мире. Первый стандарт на асфальтобетонные смеси был разработан в 1959 году [38]. За прошедшее время проведенные многочисленные исследования позволили разработать стандарт, предъявляющий самые разнообразные требования к асфальтобетонным смесям исходя из разнообразия свойств битумов, минеральных материалов и условий применения асфальтобетонных покрытий. Совершенствовались не только стандарты и требования к асфальтобетонным смесям, но и дорожно-строительные машины, позволяющие производить высококачественную укладку современных асфальтобетонных смесей.

Технологический процесс строительства покрытия и основания из асфальтобетонной смеси включает следующие технологические операции [77, 131]:

1. Проектирование асфальтобетонной смеси с заданными свойствами по жесткости, удобоукладываемости, обеспечивающими возможность устройства асфальтобетонного покрытия и основания с заданными свойствами.

2. Приготовление асфальтобетонной смеси в смесительных установках периодического и непрерывного действия.

3. Транспортировку готовой асфальтобетонной смеси к месту укладки.

4. Распределение и укладку асфальтобетонной смеси слоем заданной

11

ширины и толщины.

5. Уплотнение асфальтобетонной смеси и формирование асфальтового бетона с заданными свойствами по прочности, долговечности, температуростойкости, ровности и сцепным качествам поверхности [76].

В данной работе выполнен обзор части технологического процесса строительства асфальтобетонных покрытий, начиная с этапа транспортировки готовой асфальтобетонной смеси к месту укладки.

Исторически сформировалось два основных направления в дорожном строительстве, первое направление - традиционная технология укладки асфальтобетонных покрытий, получившая большое распространение в странах европейской части и некоторых азиатских стран, и второе направление -скоростная технология строительства асфальтобетонных покрытий, получившая распространение в странах запада, таких как США, Канада и других.

Каждое из этих направлений имеет свои преимущества и недостатки, поэтому стоит рассмотреть их более подробно.

1.1.1 Традиционная технология укладки асфальтобетонных смесей

Данная технология имеет основное преимущество - это универсальность.

Такая технология применяется как для строительства высокоскоростных магистралей, так и для строительства проселочных дорог. Еще одно из основных достоинств традиционной технологии (рисунок 1.1) - высокая степень уплотнения покрытия, достигаемая в ущерб скорости укладки асфальтобетонной смеси. Трамбующий брус, которым снабжены рабочие органы асфальтоукладчиков, оставляет на поверхности отпечатки, которые накладываются друг на друга с некоторым перекрытием, создавая высокое предварительное уплотнение [75, 76, 101]. При наличии рабочего органа, оборудованного дополнительными уплотнительными приспособлениями -двойным трамбующим брусом или прессующими планками, степень уплотнения материала может достигать 95...98% от проектной степени уплотнения. Высокая

12

степень уплотнения после асфальтоукладчика требует меньшее число проходов катками, что позволяет уменьшить количество ошибок и нарушений технологии уплотнения, а также обеспечить равномерность уплотнения по всей ширине дорожного полотна.

Рисунок 1.1- Традиционная схема укладки асфальтобетонных покрытий (по схеме: автосамомвал-асфальтоукладчик-уплотняющая техника)

Технологические звенья в данной технологии будут следующими:

Автосамосвал находится впереди асфальтоукладчика. Асфальтоукладчик двигает автомобиль с помощью направляющих роликов, при этом самосвал поднимает кузов с асфальтобетонной смесью и постепенно выгружает ее в приемный бункер асфальтоукладчика [138]. После чего асфальтоукладчик распределяет смесь по требуемой проектной документацией ширине и создает высокое предварительное уплотнение. За асфальтоукладчиком двигается отряд уплотняющей техники, создающий необходимое уплотнение асфальтобетонной смеси [102].

1.1.2 Транспортировка к месту проведения работ

Основной целью транспортировки к месту укладки является поддержание определенных объемов асфальтобетонной смеси на объекте в течении требуемого времени, с необходимыми для данного участка свойствами, темпом доставки и температурой, которая обеспечивает равномерную требуемую загрузку приемного бункера асфальтоукладчика на протяжении всего строительного участка в смену [37].

13

Транспортировка асфальтобетонных смесей к месту проведения укладки должно осуществляться автосамосвалами (рисунок 1.2) большой грузоподъемности, которые должны быть оборудованы устройствами, которые осуществляют подогрев кузова отходящими газами и тентами, закрывающими асфальтобетонную смесь от воздействий окружающей среды. Автосамосвалы должны быть оборудованы подъемным устройством кузова, обеспечивающим постепенное увеличение угла наклона с фиксацией положения в нескольких местах, а так же должны иметь специальную подвеску, которая способна свести вибрацию кузова к минимуму при движении [158].

Рисунок 1.2 - Автосамосвал с подъемным устройством кузова

Доставка асфальтобетонной смеси должна быть соответствующей темпам укладки асфальтобетонного полотна [8].

В случаях, когда доставка асфальтобетонной смеси осуществляется с интервалами, которые приводят к остановке асфальтоукладчика, в летний период более 30 мин, а при пониженных температурах воздуха и основания более 15 минут, следует освободить асфальтоукладчик от асфальтобетонной смеси. При этом асфальтоукладчик должен освободить уложенный слой для обеспечения его уплотнения [157].

14

1.1.3 Перегрузка асфальтобетонной смеси

Осуществляя выгрузку асфальтобетонной смеси, автосамосвалу необходимо сделать остановку не менее чем за 0,5 метра перед асфальтоукладчиком. При такой остановке транспортное средство должно находиться точно по оси движения асфальтоукладчика. Первым движение начинает асфальтоукладчик, вплоть до соприкосновения направляющих роликов с задними колесами автосамосвала. Асфальтоукладчику необходимо толкать перед собой автосамосвал до полного его освобождения от асфальтобетонной смеси, при этом необходимо отслеживать, чтобы бункер асфальтоукладчика был заполнен на определенном уровне [52].

Стенки приемного бункера асфальтоукладчика перед началом работ по приемке асфальтобетонной смеси очищаются и смазываются, для исключения прилипания смеси. Для опустошения приемного бункера асфальтоукладчика применяется подъем стенок [120].

1.1.4 Асфальтоукладчики

В основе этих дорожно-строительных машин используется самоходное шасси и рабочее оборудование, используемое для укладки, распределения и создания предварительного уплотнения асфальтобетонных смесей [8, 36].

Асфальтоукладчики (рисунок 1.3) имеют возможность принимать асфальтобетонную смесь из транспортных средств, после чего распределяют ее на требуемую ширину и толщину, обеспечивая при этом заданный продольный и поперечный уклон [70]. Чтобы производить укладку широких полос, в асфальтоукладчиках используются уширители трамбующего бруса, виброплиты и распределяющих шнеков. Для обеспечения контроля и регулировки продольных и поперечных уклонов поверхности дорожного полотна, применяется система автоматического управления.

15

Рисунок 1.3 - Асфальтоукладчик гусеничный

Ходовое устройство асфальтоукладчиков подразделяют на колесный тип, гусеничный, а также комбинированный [1].

В зависимости от типа смеси и укладываемого участка (уклоны, частые повороты, ширина укладки и др), используют соответствующие асфальтоукладчики [130]. При строительстве асфальтобетонных покрытий с применением традиционной технологии укладки, чаще всего используются гусеничные асфальтоукладчики [5].

1.1.5 Уплотняющая техника

Уплотнение асфальтобетонных смесей осуществляется сначала легкими гладковальцовыми катками весом не более 6 тонн, затем средними, весом от 8 до 18 тонн, последними идут тяжелые пневмоколесные катки весом 16 и 30 тонн, либо завершают уплотнение виброкатки, весом 4 и 8 тонн [26].

После укладки асфальтобетонной смеси необходимо сразу осуществлять уплотнение, поскольку для получения высокой степени уплотнения необходима высокая температура. В случае устройства покрытия в неблагоприятных условиях окружающей среды или при устройстве тонкого слоя, во избежание возможных дефектов, температура уплотняемого покрытия должна быть максимальной. При устройстве толстых слоев, рациональная температура уплотнения сохраняется дольше [54].

16

Правильный подбор температурного режима уплотнения влияет на качество и степень уплотнения, что в свою очередь оказывает влияние на долговечность и устойчивость к дефектам дорожного покрытия на протяжении всего срока эксплуатации участка [29, 111].

В зависимости от начальной температуры асфальтобетонной смеси степень уплотнения может изменяться, при условии одного и того же количества уплотняющей техники и времени уплотнения [10, 66].

Существует множество факторов, влияющих на уплотнение, это могут быть свойства применяемого материала, его форма, размер, прочность, соотношения ингредиентов в составе асфальтобетонной смеси, а также физико-механические свойства в целом. Напряжения, время воздействия на смесь, частота и амплитуда приложения циклической нагрузки, все эти факторы имеют влияние на уплотнение асфальтобетонных смесей. Но наиболее важным фактором является определение и назначение рациональных режимов работы уплотняющей техники [127].

1.1.6 Скоростное строительство асфальтобетонных покрытий

Скоростная технология укладки (рисунок 1.4) асфальтобетонных покрытий имеет главное отличие - наличие специализированных машин на строительном участке [148]. Различие с традиционной технологией здесь заключается в использовании узкоспециализированных машин по транспортировке, а также по приему смеси в бункер асфальтоукладчика. Но главное достоинство этой технологии - это непрерывность укладки асфальтобетонной смеси на всем протяжении строительного участка [122, 132].

Хотя технологический процесс укладки асфальтобетонных смесей и остался прежним, на каждом этапе, начиная с транспортировки асфальтобетонной смеси, появились узкоспециализированные машины, позволяющие производить высококачественную транспортировку и укладку асфальтобетонной смеси [128].

17

Рисунок 1.4 - Комплекс машин для скоростного строительства (по схеме: автосамомвал с донной разгрузкой-перегружатель асфальтобетонной смеси-асфальтоукладчик-уплотняющая техника)

Технологические звенья в данной технологии будут следующими:

Автосамосвал с донной разгрузкой перемещается впереди асфальтоукладчика и формирует валик смеси, перегружатель, состыкованный с асфальтоукладчиком, транспортирует смесь в бункер асфальтоукладчика [146]. Асфальтоукладчик распределяет смесь по заданной проектной документацией ширине, создавая минимальное предварительное уплотнение [84]. За асфальтоукладчиком двигается отряд уплотняющей техники, создающий необходимое уплотнение асфальтобетонной смеси [121].

1.1.7 Транспортировка к месту проведения работ

Транспортировка асфальтобетонной смеси к месту укладки должно производиться в автосамосвалах большой грузоподъемности по нескольким схемам [137]:

а) большегрузным самосвалом с донной разгрузкой (рисунок 1.5). Водитель, регулируя открытие донных заслонок и скорость автомобиля, сразу укладывает смесь в валок требуемого сечения;

б) большегрузным самосвалом с задней разгрузкой с использованием формирователя валка. В технологическую цепочку включают прицепной агрегат с приемным бункером, из которого через регулируемую заслонку смесь выгружают в валок. Формирователь оснащен мотором, приводящим гидравлику захватов, которыми формирователь зацепляется за колеса самосвала. Формирователь валка имеет значительное количество недостатков в сравнении с автосамосвалом с

18

донной разгрузкой, поэтому в работе он рассматриваться не будет.

Рисунок 1.5 - Автосамосвал с донной разгрузкой

Из существующих технологий распределения асфальтобетонной смеси при скоростном строительстве дорог наиболее распространенной конструкцией машины является автосамосвал с донной разгрузкой [47]. Он имеет простую конструкцию, не требующую сложного технического обслуживания и специальных навыков работы. При распределении создается равномерный валик асфальтобетонной смеси, который обеспечит равномерную загрузку перегружателя асфальтобетонной смеси. Регулирование открытия заслонки в широких пределах обеспечит необходимую производительность перегружателя на участке строительства асфальтобетонного покрытия.

1.1.8 Перегрузка смеси

При скоростной укладке схема с загрузкой бункера асфальтоукладчика непосредственно из кузова автосамосвала слишком медленна. Нежелательны остановки и контакт самосвала с асфальтоукладчиком - это приводит к сдвигу уложенного слоя, образованию волн и другим дефектам асфальтобетонного покрытия.

Сначала формируют впереди асфальтоукладчика валок с сечением, необходимым для выдерживания заданной толщины и ширины укладываемой полосы. Асфальтоукладчик толкает перед собой перегружатель

19

асфальтобетонной смеси (рисунок 1.6), который перегружает смесь из валка в приемный бункер [168].

Автосамосвалы с донной разгрузкой выкладывают валик асфальтобетонной смеси перед перегружателем, и асфальтоукладчик работает непрерывно на большой скорости, не контактируя с ними, на всем протяжении строительного участка.

Рисунок 1.6 - Перегружатель асфальтобетонной смеси

Использование в технологическом процессе дополнительного звена в виде перегружателя асфальтобетонной смеси, сглаживает неравномерность работы самосвалов и асфальтоукладчика [57]. Перегружатель асфальтобетонной смеси осуществляет подбор смеси из валика, создавая возможность непрерывной разгрузки автосамосвалов независимо от скорости работы асфальтоукладчика [23, 140].

При такой схеме исключается столкновение разгружающегося автосамосвала с бортом асфальтоукладчика, приводящим к поперечным дефектам дорожного покрытия.

1.1.9 Асфальтоукладчики

Для укладки асфальтобетонных смесей при использовании скоростной технологии, используются колесные асфальтоукладчики (рисунок 1.7) [120].

Привод колесных укладчиков осуществляется либо на два, либо на четыре ведущих колеса. Рабочие и транспортные скорости выше, чем на гусеничных аналогах. Чаще всего применяются на дорогах с твердыми поверхностями и

20

большим числом изгибов и поворотов [136].

Рисунок 1.7 - Колесный асфальтоукладчик

Имеют преимущество, при частой смене места работы. Они могут перебазироваться на другую рабочую площадку своим ходом со скоростью до 20 км/ч. Колесные укладчики отличаются хорошей маневренностью. Для высококачественной укладки замыкающего слоя дорожной одежды необходима высокая плавность работы машины. Колесные асфальтоукладчики отвечают этому требованию благодаря демпфирующему действию их колес [108].

При скоростной укладке асфальтобетонных покрытий некоторые асфальтоукладчики могут развивать максимальную скорость, при этом рабочий орган включается в режиме виброплиты [144].

Смесь так же загружается в приемный бункер со складывающимися боковыми стенками, откуда питателями подается в шнековую камеру и далее под рабочий орган - виброплиту, обеспечивающую уплотнение на 80... 85% проектной степени уплотнения [И, 12]. Подогрев плиты осуществляется с помощью газового оборудования, но чаще используется электроподогрев, по причине равномерности распределения температуры по всей поверхности рабочего органа.

Ширину укладки ограничивают 10 метрами. Считается, что при большой ширине смесь подвергается фракционной сегрегации при движении от шнековой камеры к уширителям - щебень вытесняется на края слоя [56]. Применение

21

трамбующего бруса при скоростной укладке не применяется, так как его отпечатки не перекрывают друг друга, и покрытие становится волнообразным. По этой причине от бруса отказались в пользу уплотнения самоходными катками [48,59].

Колесные модели, производительностью более 1500 т/ч оснащаются двигателем мощностью 80 кВт и работают со всеми плитами до 2,5 метров ширины и толщиной укладки - до 300 мм. Рабочие скорости таких машин -около70 м/мин. Более мощные модели оснащены плитами до 3 метров и двигателями - 114 и 130 кВт соответственно [41, 61].

1.1.10 Уплотняющая техника

Следующий за укладчиком отряд уплотняющей техники по составу такой же, как в традиционной технологии укладки [81]. Основное различие - в длине прохода и весовом расположении катков в цепочке уплотнения. При скоростной укладке проход осаживающего, уплотняющего либо отделочного катка достигает 200 м. Соответственно общая длина строительного поезда может составлять 700 м и более, а качество готового покрытия в большей степени зависит от правильного подбора отряда катков, их характеристик, квалификации операторов и контроля исполнения работ [32].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ушков, Александр Владимирович, 2016 год

- 87 с.

101. Пермяков, В.Б. К вопросу оптимальных режимов уплотнения асфальтобетонной смеси / В.Б. Пермяков // Строительство и архитектура. - 1985.

- № 7. - С. 102-105.

102. Пермяков, В.Б. Эффективность уплотнения асфальтобетонных смесей в дорожных покрытиях / В.Б. Пермяков // Строительные материалы. - 2005. - № 10.

- С. 8-9.

103. Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний : НПБ 163-97. - 2008. - М. : Типография ВНИИПО МВД России. - 49с.

104. Политковская, И.В. Технико-экономическое проектирование машин для дорожного строительства по заданному критерию (на примере скреперов) : дис. ... канд. техн. наук. / И.В. Политковская ; МАДИ. - М., 1972. - 200 с.

105. Правила строительства асфальтобетонных покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов / Минтранс РФ, Росавтодор, ГП Росдорнии. -М., 2006. - 144 с.

106. Правила строительства и ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог / Минтранс РФ, Росавтодор, ГП Росдорнии. - М., 2004. -152 с.

107. Повышение надежности автомобильных дорог / И.А. Золотарь, В.К. Некрасов, С.В. Коновалов и др.; под ред. И.А. Золотаря. - М. : Транспорт, 1977. -183 с.

108. Подольский, Вл.П. Технология и организация строительства автомобильных дорог. Т. 1. Земляное полотно / Вл.П. Подольский, А.В. Глагольев, П.И. Поспелов.

- М. : ВГАСУ, 2005. - 522 с.

109. Протодьяконов, М.М. Методика рационального планирования экспериментов / М.М. Протодьяконов, Р.И. Тедер. - М. : Наука, 1970. - 76 с.

145

110. Радовский, Б. С. Расчет толщины пленки в уплотненной асфальтобетонной смеси / Б.С. Радовский // Радовский Б.С. Проблемы механики дорожностроительных материалов и дорожных одежд : избр. тр. - Киев : ООО ПолиграфКонсалтинг, 2003. - С. 233-252.

111. Рокас, С.Ю. Статистический контроль качества в дорожном строительстве / С.Ю. Рокас. -М. : Транспорт, 1977. - 152 с.

112. Реконструкция автомобильных дорог. Технология и организация работ : учебное пособие / А.П. Васильев, Ю.М. Яковлев, М.С. Коганзон и др. ; / МАДИ (ТУ). - М., 1998.

ИЗ. Ресурсные сметные нормы. Методические рекомендации по определению затрат по эксплуатации строительных машин : методические указания / ВНИИмонтажспецстрой. -М. : ЦБНТИ, 1992. -40 с.

114. Ремонт и содержание автомобильных дорог : справочник инж.-дорожника /

А.П. Васильев, В.И. Баловнев, М.Б. Корсунский и др.; под ред. А.П. Васильева. -М. : Транспорт, 1989. - 287 с.

115. Ремонт асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. - М., 2004. -(Серия Автомобильные мосты и дороги : обзор, информ. / Информавтодор; вып. 5)-

116. Реконструкция автомобильных дорог / А.П. Васильев, Ю.М. Яковлев, М.С. Коганзон и др. - М., 1998. - 125 с.

117. Реконструкция автомобильных дорог / В.Ф. Бабков, А.Я. Тулаев, В.К. Некрасов и др. ; под ред. В.Ф. Бабкова. - М. : Транспорт, 1987. - 264 с.

118. Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства : ОДМ 218.1.001 / Росавтодор. - М., 2010. - 22 с.

119. Руденская, И М. Органические вяжущие для дорожного строительства / И М. Руденская, А.В. Руденский. - М. : Инфра-М, 2010. - 258 с.

120. Руденский, А.В. Дорожные асфальтобетонные покрытия / А.В. Руденский. -М. : Транспорт, 1992. - 254 с.

146

121. Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий / Союздорнии. - М. : Транспорт, 1978. - 192 с.

122. Руководство по строительству дорожных покрытий из горячего асфальтобетона / Американская ассоциация государственных дорожных и транспортных служащих. Федеральная дорожная администрация. Национальная асфальтобетонная ассоциация. - Цинциннати, Огайо, 1993.

123. Руководство по оценке ровности дорожных покрытий толчкомером [Электронный ресурс] : ООО «МЦК» Независимая строительная экспертиза недвижимости. - Режим доступа: URL: http://files.stroyinf.ru/Data1/10/10584/ (дата обращения: 03.07.2016)

124. Салль, А.О. Покрытия из высокоплотного асфальтобетона / А.О. Салль, С.Н. Ильин // Наука и техника в дорожной отрасли. - 2002. - № 1. - С. 13-14.

125. Саакян, В.Г. Исследование зависимостей между технико-экономическими показателями машин для дорожного строительства (на примере самоходных статических катков) : дис. ... канд. техн. наук / В.Г. Саакян ; МАДИ. - М., 1972. -175 с.

126. Самойлович, В.Г. Экономическая оценка вариантов технических решений : метод. указания по дипломному проектированию для инженерных специальностей / В.Г. Самойлович ; МАДИ. - М., 1993. - 59 с.

127. Салиба, И. М. Определение рациональных параметров и режимов работы уплотняющего рабочего органа машин для ремонта и восстановления дорог методами математического моделирования : дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Салиба Ибрагим Мальхем. - М., 1993. - 139 с.

128. Селиверстов, Н.Д. Исследование комплексов для транспортировки и перегрузки асфальтобетонных смесей дорожного покрытия / Н.Д. Селиверстов // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2016. - № 10. - С. 27-30.

129. Сильянов, В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог / В.В. Сильянов. — М. : Транспорт, 1984. - 287 с.

130. Смеси асфальтобетонные, полимерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерасфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические

147

условия : ГОСТ 9128-2013. - М. : Стандартинформ, 2014. - 55 с.

131. Смеси асфальтобетонные дорожные и аэродромные, дегтебетонные дорожные, асфальтобетон и дегтебетон. Методы испытаний : ГОСТ 12801-84. -М. : Изд-во стандартов, 1987. - 38 с.

132. Скоростное строительство асфальтобетонных покрытий / Б.С.Марышев, Б.М.Слепая, М.А.Либерман и др. : обзор / ВНИИстройдормаш. - М., 1983. - 39 с. -(Вып. 1).

133. Сиденко, В.М. Стандартизация и контроль качества в дорожном строительстве / В.М. Сиденко. - Киев : Вища школа, 1985. - 256 с.

134. Сиденко, В.М. Управление качеством в дорожном строительстве / В.М. Сиденко, С.Ю. Рокас. - М. : Транспорт, 1981. - 252 с.

135. Строительство автомобильных дорог / Н.Н. Иванов, С.М. Полосин-Никитин,

В.М. Могилевич и др. ; под общ. ред. Н.Н. Иванова. - М. : Транспорт, 1970. - 483 с.

136. Строительство и реконструкция автомобильных дорог : справочная энциклопедия дорожника, Том I. - М. : ФГУП "Информавтодор", 2005. - 938 с.

137. Строительство автомобильных дорог : учебник / под ред. В.В. Ушакова и В.М. Ольховикова. - М. : Кнорус , 2013. - 576 с.

138. Справочник дорожного мастера. Строительство, эксплуатация и ремонт автомобильных дорог : учеб.пособие / С.Г. Цупиков, А.Д. Гриценко и др. - М. : Инфра-Инженерия, 2005. - 992 с.

139. Тарасова, В.П. Толковый словарь рыночной экономики / В.П. Тарасова, Ф.А. Крутикова - М. : Рекламно-издательская фирма “Глория”, 1993. - 106 с.

140. Технология и организация строительства автомобильных дорог / Н.В. Горелышев, С.М. Полосин-Никитин, М.С. Коганзон и др. ; под ред. Н.В. Горелышева. - М. : Транспорт, 1992. - 551 с.

141. Технические рекомендации по устройству дорожных конструкций с применением асфальтобетона : ТР 103-07. - М. : ГУП «Типография строительной отрасли города Москвы», 2007. - 110 с.

148

142. Технологическое обеспечение качества строительства асфальтобетонных покрытий : методические рекомендации / сост.: В.Н. Шестаков, В.Б. Пермяков, В.М. Ворожейкин, Г.Б. Старков. - 2-е изд., с доп. и изм. - Омск : ОАО «Омский дом печати», 2004. - 256 с.

143. Технические указания по устройству дорожных покрытий с шероховатой поверхностью : ВСН-38-90. - М. : Транспорт, 1990. - 76 с.

144. Технологические схемы и правила укладки и уплотнения горячих многощебенистых асфальтобетонных смесей при устройстве покрытий автомобильных дорог. - СПб., Павловск, 1996. - 47 с.

145. Уплотнение и укладка дорожных материалов. Теория и практика. - 2-е изд. -СПб. : Тест-Принт, 1995. - 135 с.

146. Ушков А.В. Анализ современных технологий и систем машин по созданию асфальтобетонных покрытий. / А.В. Ушков // Инновации и инвестиции. 2014. -№3 - С. 241-243.

147. Ушков А.В. Комплекс машин для инновационной технологии скоростного строительства асфальтобетонных покрытий. / А.В. Ушков, Е.В. Собченко, Г.В. Кустарев // Транспортное дело России. 2014. - №1 - С. 188-191.

148. Ушков А.В. Возможность использования зарубежных технологий в строительстве асфальтобетонных дорог в российских условиях / А.В. Ушков // 71 -я научно-методическая и научно-исследовательская конференция МАДИ, Международный семинар «Проблемы совершенствования конструкции строительных, дорожных, коммунальных и аэродромных машин». - 2013. -Часть1 - С. 95-98.

149. Ушков А.В. Перспективные технологии строительства асфальтобетонных покрытий. / А.В. Ушков, Е.В. Собченко // XVIII Московская международная межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. - 2014. -Часть2 - С. 85-87.

150. Ушков А.В. Анализ процесса строительства асфальтобетонных покрытий с применением скоростной технологии. / А.В. Ушков, Г.В. Кустарев // 73-я научнометодическая и научно-исследовательская конференция МАДИ, Международный

149

семинар «Проблемы совершенствования конструкции строительных, дорожных, коммунальных и аэродромных машин». - 2015. -Часть 1 - С. 114-116.

151. Шаменко, В.А. Исследование эффективности лизинга машин в строительстве : дис. ... канд. техн. наук / В.А. Шаменко ; МАДИ. - М., 2005. - 248 с.

152. Шестаков, В. Н. Оценка теплофизической надежности технологии строительства асфальтобетонных покрытий / В. Н. Шестаков // Тр. / СибАДИ. -Омск, 1998. - Вып. 2, ч. 1. - С. 176-184.

153. Шестаков, В. Н. Номограмма для расчета охлаждения асфальтобетонных слоев / В.Н. Шестаков, А.Н. Шестаков // Автомобильные дороги. - 1978. - № 1. -

С. 22.

154. Шестопалов, К.К. Согласование параметров самосвала с донной разгрузкой и перегружателя асфальтобетонной смеси / Шестопалов К.К., Морозов Р.В. // М. : "Изд-во "Инновационное машиностроение", 2013. - №7. - С. - 28-31

155. Шейнин, А.М. Эксплуатация дорожных машин : учебник для вузов / А.М. Шейнин. - М. : Машиностроение, 1991. - 328 с.

156. Юмашев, В.М. Повышение трещиностойкости асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях (зарубежный опыт) // В.М. Юмашев, И.В. Басурманова. -М., 1998. - 68 с. (Автомобильные дороги : обзор. информ. /Информавтодор ; вып. 1).

157. Якунин, О.А. Исследование процесса охлаждения слоев асфальтобетонных смеси / О.А. Якунин, Н.В. Горелышев // Сборник научных трудов СоюздорНИИ, - М., 1972. - Вып. 61. - 150 с.

158. Архитектура и строительство // С^ром^ельноя ^ехнмкн м ^ехнолоамм. - 2002.

- Ж. /Электронным ресурс/ - ^е^м^ Оос^уна: http://build.rin.ru/articles/1366.html

159. Ковалев, Я.Н. Теплотехнологическое обеспечение качества строительства дорожных асфальтобетонных покрытий. [Электронный ресурс] / Я.Н. Ковалев, И.Н. Вербило, С.Е. Кравченко, А.А. Куприянчик. — Электрон. дан. — Минск : Новое знание, 2014. — 303 с. — Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/64773

— Загл. с экрана.

150

160. Электронный журнал о спецтехнике и автотранспорте «Основные Средства». «Укладка асфальта по-европейски». №9/2005. Режим доступа: http://os1.ru/article/6931 -ukladka-asfalta-po-evropeyski/

161. Электронный журнал о спецтехнике и автотранспорте «Основные Средства». «Американская технология строительства асфальтобетонного покрытия». №10/2001. - Режим доступа: http://os1.ru/article/6922-amerikanskaya-tehnologiya-stroitelstva-asfaltobetonnogo-pokrytiya/

162. Электронный журнал о спецтехнике и автотранспорте «Основные Средства»

«Укладка асфальта по-американски» №11/2005. - Режим доступа:

http://os1.ru/article/6933-ukladka-asfalta-po-amerikanski/

163. Asphalt Paving Manual. Manual Series No. 8 (MS-8) / Asphalt Institute. -Lexington, Ky., 1983. - 164 p.

164. Bell, C.A. Effect of Percent Compaction on Asphalt Mixture Life. Placement and Compaction of Asphalt Mixtures / C.A. Bell, F.T. Wagner, Ed., R.G. Hicks, J.E. Wilson // ASTM Special Technical Publication 829. American Society for Testing and Materials. - Philadelphia, PA, 1984. - P. 107-130.

165. Bjorklund, N.A. Pavement Diformation and Resistance to Fatigue of Resurfased Pavements. A Laboratory Invastigation Performed on Beams Taken Across the Wheelpath and Resurfaced in the Laboratory / N.A. Bjorklund // Proceedings / Assotiation of Asphalt Paving Technologists. - 1985. - Vol. 54. - P. 551-568.

166. Brock, J.D. Segregation of Asphalt Mixtures / J.D. Brock // Proceedings / Assotiation of Asphalt Paving Technologists. - 1986. - Vol. 55. - P. 269-277.

167. McGennis, R.B. Segregation of Asphalt Mixtures: Causes, Identification, and Cures / R.B. VcGennis, T.W. Kennedy // Proceedings / Canadian Technical Asphalt Assotiation. - S.l., 1986. - P. 46-70.

168. Hot-Mix Asphalt Paving : handbook 2000. - S.L., USA, 2000. - 219 p.

169. Hunter, R. Asphalt in road construction / R. Hunter. - London, United Kingdom : ICE Publishing, 2004. - 588 p.

151

Приложение А

Акт внедрения

SELLEMO

14340S, России, Московская otutacu., г. Красногорск, Ильииское шоссе., 2-й км. нч1/фаш1/(.)ЧЧ)7/7-П7 27

^/СЧ

(Ct-t ('ti I*'', ([

Aid

о нпедреннп речулг.гагои дпссергацночно1г [мботы ни соискание ученой степени кандидата технических наук Ушкова Ачександра Вла.'шхшровпча в практическую деятельность

Ч рахитах совместной и;г\чпочст'ледов:ггелг,скгн'г и консгрукюрскон работы Matiiiutocipotiic ibiioio ;.)нодп ЧА1) ^Ы'Ц1 МА" и 1\1осковсггогх) ггвгохгооильно-дорожного государсгвешгогогех)гичсскгчо\шиверсиге1;г(М.\Д111ггг,и1олнялисг.исследованияпотеме «Научное обоснование проектирования н создания самосвала с донной разгрузкой и нерег])ужагечяас<])альг<гвонсмесн''Нога!СиуМнннромгорга!^й)длясозданиямашинпо скоросгноиукладкеасг)к1Л1,1ооегонных)10кр1.п11Й.

Речу.пьгагы диссертационной раоопя Ушкова Александра Владимировича но разработке мс[оч.чк11оп]тедсления рациональных наракгегровкозгнлекса машин для екороегпогос11'он1с.'н.с1ваасфал1.1о6сго1Н1ь1\11окрьгпш, иенользованывпрактической ҷеягеч1,носгч ЧАО «Ы'Щ'МА" при разработе рабочего чроекза автосамосвала с донной разг рузкой 1Г ncpci ру гкагсля асг1гач1.гоосцгнной смеси.

Вне'цк'ичс методики ощх'дсленпя рагнгошин.и).)х параметров комплекса машин для скоростного стронте.ш.сгва асфальтоТк'тонных покрытий, разработанной Ушковым Ачексантром Владимировичты. ш'згголяе! иронзводигг, расчеты и выбор основных зехгшческих нгграмсгров манит. обссггечиваюгци.х высокую эксплуатационную я]гг1)скгчв11ОС1Ь техники

1сш'рачг.г1ыишрсыо]

Г\<г Ьг Ц1 XI \

['рифонов В.