Машина для ямочного ремонта УДМ-1

Введение

      Автомобильная дорога‚ как любое другое инженерное сооружение‚ рассчитана на определенный срок службы‚ в течение которого она подвергается различного рода и количества воздействиям транспорта и погодно-климатических факторов (влага‚ температура). Самым первым и наиболее незащищенным ее элементом‚ испытывающим такие воздействия‚ является асфальтобетонное (в большинстве своем) покрытие.

       В результате многих сотен и тысяч нагружений‚ а порой и перегрузок покрытия‚ износа и старения его материалов‚ а иногда и не очень высокого изначального их качества или неполноценного и неравномерного выполнения отдельных дорожно-строительных операций‚ особенно уплотнения‚ на нем с течением времени возникают всевозможные хорошо известные дорожникам и автомобилистам дефекты‚ деформации и разрушения (шелушения‚ выкрашивания‚ неровности‚ трещины‚ сколы‚ выбоины‚ ямы‚ скользкость и т. п.).

       Дорожные службы всего мира ежегодно выполняют значительные объемы работ по ликвидации появившихся дефектов и разрушений. Практикой установлено‚ что поверхность покрытия‚ нуждающаяся в локальном текущем ремонте‚ ежегодно может составлять до 2–3% от общей площади покрытия дороги или ее участка. Когда серьезные повреждения и дефекты достигают 12–15%‚ общепринято ставить на ремонт все 100% этой площади.

        Подобное систематическое «лечение» дорожного покрытия осуществляется различными методами‚ средствами и материалами‚ в совокупности определяющими качество‚ срок службы и стоимость‚ т. е. эффективность таких ремонтных работ. Главная цель этих работ – обеспечить на эксплуатируемой дороге безопасное движение автомобильного транспорта со скоростью‚ разрешенной «Правилами дорожного движения». 

1. Машина  для ямочного ремонта  УДМ-1

       Машина для ямочного ремонта УДМ-1 (рис. 1) предназначена для ремонта асфальтобетонных покрытий: выбоин, трещин на скоростных автодорогах, подъездов к мостам, разрушенных участков улиц, автостоянок, площадок и во множестве других случаев.

       Установка УДМ-1 предназначена для проведения текущего ремонта всех видов асфальтобетонного покрытия как на внегородских дорогах и магистралях, так и в городских условиях. Использование струйно-инъекционной технологии ремонта асфальтобетонного покрытия с применением битумной эмульсии является новым, прогрессивным методом производства текущего ремонта автодорог. Высокое качество и производительность установки УДМ-1 достигается только при соблюдении должных требований как к качеству применяемых материалов, так и к технологии выполнения ремонтных работ. Отклонения от требуемых нормативов приводят к резкому снижению технических и эксплуатационных характеристик установки.

      Материалы, используемые при производстве работ, должны соответствовать следующим  требованиям:

• битумная эмульсия (катионного типа) должна соответствовать требованиям ГОСТ 18659-81
• щебень (из горных основных или кислых пород) должен соответствовать требованиям ГОСТ 8267-93.

Рис. 1. Машина УДМ-1 для ямочного ремонта покрытий

1. Винтовой конвейер;
2. Лоток подачи смеси;
3. Мешалка бункера;
4. Теплоизоляция;
5. Тепломаслоноситель;
6. Пропановая горелка;
7. Электрический подогреватель;
8. Выпуск паров;
9. Гидроплатформа с рабочим инструментом;
10. Бункер для отходов;
11. Нагреватель для сушки выбоин;
12. Пневмошланг (воздух‚ эмульсия).

Работы по текущему ремонту асфальтобетонного покрытия производятся в соответствии  с  требованиями ГОСТ 50597-93 «Требования  к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения  безопасности дорожного движения». Хотя, согласно ГОСТу, максимальные размеры дефектов дорожного покрытия не должны превышать размеров 60х30х5 см. УДМ-1 способна обеспечить качественный ремонт  и больших по глубине и площади дефектов покрытия. Максимальный размер площади ремонта лимитируется только невозможностью обеспечить ровность нового покрытия на значительной площади, и резко возрастающей стоимостью 1 м² при значительной глубине дефекта покрытия.

Подготовка  установки УДМ-1 к работе производится в соответствии с Руководством по эксплуатации установки. Для поддержания  температуры эмульсии во внерабочее время используется система стояночного  обогрева. Работа на установке УДМ-1 производится с рабочих стоянок, которые выбираются, исходя из количества и расположения дефектов на существующем асфальтобетонном  покрытии при  условии максимального  использования  длины  рабочего рукава установки. УДМ-1 располагается на проезжей части  таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственный проезд автотранспорта и безопасность персонала, производящего  ремонтные работы. При работе на проезжей части необходимо обеспечить установку дорожных знаков в соответствии с требованиями ГИБДД. Для увеличения производительности работы нашей установки  наиболее оптимальным является последовательное выполнение основных рабочих операций одновременно по всей площади рабочей  зоны работы установки УДМ-1. Большое  значение для нормального функционирования установки имеет своевременная  промывка системы подачи битумной эмульсии и контроль за состоянием эмульсионных шлангов, которые могут закупориваться остатками эмульсии. Оператор установки самостоятельно определяет режим расходования битумной эмульсии, исходя из размеров дефекта, состояния основания и каменных материалов.

    Основные элементы машины или установки для струйно-инъекционного метода заделки выбоин показаны на рис. 2.

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема установки (машины УДМ-1) по заделке выбоин на покрытии дорог струйно-инъекционным способом

1. Жидкость для промывки труб
2. Воздух
3. Битумная эмульсия
4. Щебень (дробленый камень)
5. Емкость для промывочной жидкости
6. Кран (клапан) промывочной жидкости
7. Емкость для эмульсии
8. Подогрев эмульсии
9. Предохранительный воздушный клапан
10. Воздушный фильтр
11. Воздуходувка (нагнетатель воздуха)
12. Бункер со щебнем и транспортер
13. Воздушный запор
14. Эмульсионный кран
15. Камера смешения щебня с эмульсией

2. Подача  материалов

      Для подачи  щебня в рабочую магистраль установки используется специальное  устройство, монтируемое на заднем кузове автомобиля. Для подачи щебня  из кузова в приемный бункер необходимо обеспечить оптимальный угол подъема  кузова автомобиля (около 45°). При этом автомобиль и буксируемая установка должны находиться строго на одной линии. Поскольку безотказность работы заслонки зависит от качества каменных материалов, необходимо строго контролировать качество и чистоту щебня, используемого в установке. Для улучшения адгезионных свойств каменного материала и устранения запыленности рабочего места рекомендуется производить предварительное смачивание щебня водой, в кузове самосвала (особенно в жаркий период).

      Подача  битумной эмульсии производится по эмульсионному  шлангу при рабочей температуре  эмульсии 60-70° С. Для бесперебойной подачи битумной эмульсии необходимо обеспечить давление в системе подачи эмульсии не менее 4 атм. Шаровый кран, установленный на пульте управления  оператора установки, обеспечивает требуемый режим подачи эмульсии. На стоянке, когда обогрев эмульсии происходит от стационарного устройства, не рекомендуется иметь в баке менее 200-300 литров эмульсии, поскольку могут выйти из строя электротены. 

3. Перемещение установки УДМ-1

   Буксировка  УДМ-1 производится в собранном виде при сложенной консоли  и опущенном  кузове самосвала. При большом перерыве в работе (более 20 минут) требуется  промывка системы подачи эмульсии дизельным  топливом. В зависимости от температуры  окружающего воздуха, температуры  и состояния битумной эмульсии необходимость  промывки системы подачи эмульсии определяется оператором самостоятельно на основании  опыта работы в аналогичных условиях. 

4. Порядок производства работ

   При ремонте асфальтобетонного покрытия необходимо придерживаться следующей  последовательности технологических  операций:

   - в первую очередь производится  очистка места дефекта путем  продувки его воздушной струей. Наиболее качественная очистка  основания достигается при нахождении  сопла на расстоянии 0-5 см от поверхности покрытия. При необходимости следует произвести очистку выбоины от грязи и мусора вручную. В силу особенностей битумных эмульсий, применяемых при ремонтных работах, влажное основание не влияет на качество ремонтных работ.

   - на втором этапе производится   обработка выбоины тонким слоем  битумной эмульсии. При этом  также  производится обработка краев  дефекта на ширину 10-20см для  укрепления разрушающихся краев  и улучшения сцепления заплатки  с существующим покрытием. При  подгрунтовке основания небольших дефектов оптимальным является режим подачи битумной эмульсии в объеме ½ от максимального расхода, а для больших (более 1 м²) дефектов наиболее приемлемым  будет максимальный расход битумной эмульсии.  Чрезмерный расход эмульсии при обработке дефекта ведет к её перерасходу и снижению прочностных характеристик «заплатки»;

   -  на третьем этапе происходит  заполнение места дефекта щебнем, обработанным битумной эмульсией  на выходе из рабочего рукава  установки. На этой стадии необходимо  обеспечить равномерное заполнение  выбоины до уровня, превышающего  уровень существующего покрытия  на 0,5 – 1,0 см. Заполнение места ремонта рабочей смесью предпочтительней производить круговыми движениями. Выключение подачи щебня в рабочую магистраль установки необходимо произвести заблаговременно, с учетом объема материала, находящегося в магистрали установки;

   -   заключительным этапом  является  нанесение защитного тонкого  слоя необработанного эмульсией  щебня. При этом посыпается  вся площадь, предварительно обработанная  эмульсией. В городских условиях, на дорогах с интенсивным движением,  где ремонт покрытия методом  поверхностной обработки не применяется,  посыпку места ремонта необработанным  щебнем следует производить аккуратно  (в минимальном количестве), чтобы  не допустить разнос щебня  по проезжей части. При этом  необходимо обеспечить время  для затвердевания уложенной  смеси в пределах 20 минут, после  чего можно возобновить по  отремонтированному участку движение. 

5. Принцип действия и преимущества УДМ-1

       Принцип действия установки основан на струйно-инжекционной холодной технологии ремонта асфальтобетонного покрытия, успешно применяемой во многих странах. Все технологические операции осуществляются последовательно с использованием шарнирно-складной консоли, на которой расположены органы управления работой установки. Для приготовления рабочей смеси используется щебень, фракции 5-10 (13) мм и битумная катионная (анионная) эмульсия.

      Благодаря струйно-инжекционной технологии, УДМ-1 обеспечивает высокое качество очистки основания воздушной струей. За счет подачи смеси (эмульсии специальным насосом, а щебня - высокоскоростной воздушной струей), обеспечивается её хорошее уплотнение и разравнивание, т.е. отпадает необходимость в планировке и уплотнении уложенной смеси мотокатками и виброплитами. Подгрунтовка краев дефекта покрытия битумной эмульсией и заключительная обработка поверхности сухим щебнем позволяет обходиться без трудоемкой операции обрубки краев, а также создает износоустойчивый слой на отремонтированном участке.

      Использование быстрораспадаюшейся битумной эмульсии обеспечивает хорошее сцепление минерального материала с основанием даже в дождливую и холодную погоду. Наиболее высокое качество ремонта покрытия достигается при температуре воздуха +5⁰ С и выше, хотя практика показывает, что возможно применение такого рода установки и при отрицательной температуре воздуха.

      Запас щебня и битумной эмульсии обеспечивает бесперебойную работу установки при расчетной производительности 100 м² в смену.

Применение  УДМ-1 наиболее эффективно при проведении аварийного ремонта дорог, устройстве выравнивающего слоя перед проведением  капитального ремонта бетонного  покрытия. Для обслуживания УДМ-1 требуется 2 человека. Комплектация установки узлами и деталями отечественного производства существенно упрощает обслуживание и ремонт, по сравнению с аналогичными зарубежными образцами.

Использование УДМ-1 обеспечивает высокую производительность, экономичность и качество ремонтных работ, значительно увеличивает продолжительность строительного сезона.  

       Струйно-инъекционная холодная технология  заделки выбоин на дорожных  покрытиях с помощью битумной  эмульсии является сейчас одной  из наиболее передовых и прогрессивных‚ несмотря на то‚ что в некоторых странах Европы и в Америке она с успехом применяется уже давно.  
 
 

6. Техническая характеристика

     Список  используемой литературы 

1. «Указания  по организации и проведению  технического обслуживания и  ремонта дорожных машин». ВСН-79 Минавтодор РСФСР. М., «Транспорт», 1980г.

2. «Рекомендации  по организации технического  обслуживания и ремонта строительных  машин». М., «Стройиздат», 1978 г.

3. С.М.  Бабусенко «Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий». М., «Агропромиздат», 1990г.

4. Б.Н.  Суханов, И.О. Борзых, Ю.Ф. Бедарев. «Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Пособие по дипломному проектированию». М., «Транспорт», 1991г.

5. И.С.  Серый, А.П. Смелов, В.Е. Черкун «Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин». М., «Агропромиздат», 1999 г.

6. Г.И.  Стельмух «Эксплуатация и техническое обслуживание дорожных машин, автомобилей и тракторов. Методические указания к курсовому проектированию». Москва 1992 г.

7. «Руководство  по организации ремонта машин  в мастерских хозяйств с табелем  оборудования». М., ГОСНИТИ, 2010 г.

8. Салов  А.И. «Охрана труда на предприятиях  автомобильного транспорта». М., «Транспорт», 2000 г.

9. ОДМ. Методические рекомендации по устройству защитного слоя износа из литых эмульсионно-минеральных смесей типа «Сларри Сил». - Введ. 4.10.01. - М: Информавтодор, 2001. - 33 с.