Для чего нужен перегружатель асфальта
Перегружатель асфальтобетонной смеси как способ устранения сегрегации
Рубрика: Технические науки
Дата публикации: 04.06.2018 2018-06-04
Статья просмотрена: 1392 раза
Библиографическое описание:
Семейшева, И. В. Перегружатель асфальтобетонной смеси как способ устранения сегрегации / И. В. Семейшева, А. А. Лыткин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 22 (208). — С. 173-176. — URL: https://moluch.ru/archive/208/51114/ (дата обращения: 22.12.2021).
В статье рассмотрено явление сегрегации, оказывающее неблагоприятное воздействие на качество покрытия. В результате экспериментальных исследований был найден эффективный способ устранения сегрегации, как фракционной, так и температурной — метод беспрерывного устройства асфальтобетонного покрытия с применением перегружателей.
Ключевые слова: асфальтобетонное покрытие, капитальный ремонт, перегружатель, асфальтобетонная смесь, сегрегация, качество покрытия, гранулометрический состав.
Постановлением от 30 мая 2017 года № 658 межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог федерального значения с усовершенствованным типом покрытия увеличены до 12 лет, по капитальному ремонту до 24 лет. Переход на новые межремонтные сроки будет осуществляться постепенно по мере проведения работ по усилению конструкций дорожных одежд в рамках реконструкции и капитального ремонта. Установлены новые нормативы финансовых затрат и утверждены Правила расчёта размера ассигнований федерального бюджета на капитальный ремонт, ремонт и содержание автомобильных дорог федерального значения. Это позволит обеспечить поэтапное решение задачи приведения в нормативное состояние сети автомобильных дорог по требуемой нагрузке при соблюдении увеличенных межремонтных сроков [1].
Одним из способов повышения межремонтных сроков является устранение сегрегации. Сегрегация — изменение гранулометрического состава минеральных материалов или температуры в первоначально однородной асфальтобетонной смеси из-за отдельных перемещений частиц крупного и мелкого заполнителя в процессе работы со смесью [2].
В процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси, загрузке автосамосвалов, транспортировании и выгрузке в асфальтоукладчик происходит перераспределение фракций в объеме — фракционная сегрегация, которая приводит к появлению сегрегационных пятен (неоднородность по структуре асфальтобетонного покрытия) и в дальнейшем ведет к преждевременному локальному разрушению покрытия.
При появлении сегрегации в смеси происходит концентрация крупнозернистых фракций на одних участках покрытия, в то время как другие включают концентрацию мелкозернистых (создание неоднородной смеси по гранулометрическому составу).
Иное явление оказывающее неблагоприятное воздействие на качество покрытия — температурная сегрегация, возникающая при транспортировании асфальтобетонной смеси и выгрузке в бункер укладчика. Факторы, влияющие на величину разницы температур:
– температура смеси при загрузке автосамосвала;
– температура окружающего воздуха;
– размер кузова по отношению к количеству перевозимой смеси;
– дальность и скорость перевозки (время транспортирования);
– остывание в кузове асфальтобетонной смеси;
– время ожидания перед выгрузкой смеси в бункер укладчика.
Методика беспрерывного устройства асфальтобетонного покрытия с применением перегружателей возникла сравнительно недавно (примерно 30 лет назад в США). При производстве перегружателя конструкторы задались целью обеспечить высокую скорость укладки, уменьшить остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним автосамосвала.
В штатах США расписаны требования по качественным показателям асфальтобетонной смеси, за превышение которых подрядчикам платят дополнительные деньги, за их снижение — взыскивают штрафы. За существенные снижения — удерживают сумму от контракта, которая идет на переделку покрытия и работы по исправлению дефектов. Также в 27 штатах запрещена укладка асфальтобетонной смеси без применения перегружателя, в некоторых штатах утвердили обязательное использование перегружателей асфальтобетонной смеси на определенных объектах. В других даже подробно описали технические характеристики используемых машин, так как не все перегружатели способны обеспечить необходимые показатели.
В 2005 году в Испании были испытаны перегружатели Roadtec Shuttle Buggy, доказавшие свою эффективность для устранения сегрегации, а также усталостные испытания, которые свидетельствуют о влиянии сегрегации на долговечность покрытия.
После проведения исследований Министерство Транспорта приняло решение об обязательном применении перегружателей при работе на объектах с площадью укладки более 70000 м2.
Также в борьбе с сегрегацией в странах Европы далеко продвинулась Швеция. Они ввели понятие — «фактор риска», который является отношением площади свежеуложенного покрытия низкой температурой относительно общей площади укладки. Транспортной администрацией была введена система бонусов и штрафов, привязанных к этому фактору.
В 2002 года в России были проведены работы, связанные с оценкой влияния сегрегации на долговечность и качество покрытия. Было проведено исследование температуры свежеуложенного слоя с применением специальных видеокамер.
В 2013 году при строительстве автомобильной дороги А-1414 Брянск-Смоленск был выполнен анализ использования в составе отряда машин перегружателя асфальтобетонной смеси.
В таблице приведены результаты измерения температуры асфальтобетонной смеси в кузове автосамосвала, которые подтверждают, что смесь подвержена сегрегации даже при малом транспортном расстоянии (15 км).
При традиционной укладке асфальтобетонной смеси разница температур в среднем достигает 22С, при использовании перегружателя средняя величина сокращается до 2С.
Подобные результаты получились при температурном контроле укладываемого покрытия в рамках той же программы исследований:
Трасса
Температура вкузове автосамосвала
Разница температур на покрытии, устроенном сперегружателем
Почему следует использовать перегружатели асфальтобетонной смеси с поворотным конвейером
Ведущие специалисты дорожной отрасли рекомендуют использовать перегружатели асфальтобетонной смеси, если у вас есть для этого возможность. Все знают, что бывают случаи, когда подавать смесь на укладчик нужно немного по-другому. Давайте рассмотрим некоторые из этих причин.
Перегружатели асфальтобетонной смеси используются по ряду причин:
Поворотный конвейер перегружателя Roadtec SB-2500e Shuttle Buggy подает асфальтобетонную смесь на асфальтоукладчик расположенный на соседней полосе. Независимо от того, насколько квалифицированные операторы вашего экипажа, вы сможете использовать бункер для перемещения одинакового по температуре и фракционности материала.
Чтобы получить максимальную пользу от перегружателя асфальтобетонной смеси, вы можете задействовать его на полосе, прилегающей к полосе на которой работает укладчик. Это позволит вам управлять любыми ошибками, которые допускают водители грузовиков.
Этот работник разбрызгивает антиадгезивную смазку на шины перегружателя асфальтобетонной смеси.
Даже несмотря на то, что перегружатель работает на полосе движения рядом с полосой укладки, рекомендуется, чтобы на колеса не цеплялся материал после фрезерования или смесь из самосвалов. По ддерживайте плавное движение машины.
Например, если водитель слишком рано поднимает кузов самосвала или не держит ногу на тормозе при выгрузке в бункер, смесь высыплется. Вы бы предпочли рассыпать смесь перед перегружателем в полосе, которую вы не укладываете. Мелкие частицы смеси и незначительные разливы можно убрать, и они не повлияют на ваше покрытие, если это случится в соседней полосе движения.
Еще одним преимуществом размещения самосвалов и перегружателя на соседней полосе является предотвращение проезда по недавно разлитой битумной эмульсии. Если вы нанесли на дорожную поверхность битумную эмульсию, не хочется, чтобы шины грузовиков ее удаляли. Они перевезут ее по маршруту назад на завод, оставляя автомобилистам на дороге капли для налипания на кузова их машин.
Используя перегружатели асфальтобетонной смеси с поворотным конвейером, вы убережете себя от мелких ошибок и обеспечите работу по укладке дорожного покрытия высокого качества.
Перегружатели асфальтобетонной смеси
В течение последних двух десятилетий в развитых странах возобладала концепция непрерывной укладки асфальтобетонного покрытия. Ее основной принцип – асфальтоукладчик не должен останавливаться. Реализация этой идеи в большей степени лежит в организационной, а не технической плоскости. Организуйте постоянный подвоз асфальта, и тогда вам обеспечено качественное покрытие, которое прослужит полтора десятка лет. Но далеко не все так просто.
 |
Когда самосвал подходит к асфальтоукладчику, толчка не избежать, хотя производители предпринимают меры, чтобы максимально его смягчить. При толчке под плитой возникает сдвиг и образуется область с иной, чем у остального покрытия, плотностью, а то и неровность. Впоследствии по границе областей с разной плотностью неизбежно появится поперечная трещина.
Второе явление, на первый взгляд незаметное, но оказывающее ощутимое негативное воздействие, – температурная сегрегация. В конце 1990-х это явление изучили американцы. По пути следования самосвала от асфальтобетонного завода (АБЗ) к месту укладки асфальтобетонная смесь в кузове остывает неравномерно. Причем смесь, контактирующая с бортами, особенно с задним, остывает быстрее, чем сверху и в центре. При выгрузке остывшая масса от заднего борта первой падает в бункер укладчика, и ленточный питатель первой подает ее в шнековую камеру, а затем – основную горячую массу и в конце опять остывшую массу от боковых и переднего бортов самосвала.
 |
| Roadtec MTV-1000B |
При выгрузке следующего самосвала процесс повторяется. Остывшие «куски» целиком попадают под уплотнительные агрегаты укладчика, которые уже не могут уплотнить их в той же степени, как остальную горячую смесь. На покрытии примерно через равные промежутки образуются холодные «пятна», сохранившие рыхлую структуру, в полости которой проникает вода, и тогда при многократном замерзании-оттаивании покрытие разрушается. Свою лепту в этот процесс вносит и проходящий транспорт. Ожидаемый срок службы покрытия сокращается вдвое в результате его разрушения из-за температурной сегрегации – разницы температур внутри смеси. Бороться с ней можно, применяя изотермические кузова с подогревом, но существует более простое решение вышеописанных проблем: это перегружатели, или, как их еще называют, перегрузчики, загрузчики или питатели.
При разработке перегружателя в начале 1990-х конструкторы задавались прежде всего целью обеспечить высокую производительность укладки, минимизировать остановки асфальтоукладчика и исключить контакт с ним самосвала. В промежуточном бункере асфальтоукладчика плюс во вставном бункере большой вместимости создается запас смеси, снижая зависимость укладчика от подвоза материала, что, таким образом, работает на концепцию непрерывной укладки. Кроме того, перегружатель, перемешивая материал в бункере, выравнивает его температуру и состав по всему объему, ликвидируя температурную и фракционную сегрегацию.
 |
| Vоgele MT 1000-1 |
Сравнительно недавно эти машины появились и на российских дорогах. Их поставляют компании Dynapac, Roadtec, Terex-Cedarapids и Vоgele.
В модельном ряду перегружателей американской компании Roadtec три модели на колесном шасси: «старшая» SB-2500C, меньшая по массе и размерам MTV-1500C (Material Transfer Vehicle) и «легкая» модель MTV-1000B. На них устанавливают дизели John Deer и гидрообъемный привод всех четырех колес, «обутых» в 25-дюймовые шины. У трансмиссии два скоростных диапазона – рабочий с максимальной скоростью 4. 5 км/ч и транспортный, до 15 км/ч.
Самосвал, подойдя к SB-2500C (Shuttle Buggy), выгружает смесь в приемный бункер, откуда шнеком она подается к пластинам конвейера. Поддерживать движение материала помогает вибромеханизм на дне бункера. По конвейеру, который благодаря высокой производительности 907 т/ч позволяет быстро освободить самосвал, материал направляется в промежуточный бункер вместимостью 22,7 т. Пространство между конвейером и бункером плотно закрыто резиновым кожухом, чтобы смесь не контактировала с атмосферой. В бункере ее перемешивает шнек с трехшаговыми витками, сужающимися к бортам бункера.
 |
| Terex-Cedarapids MS-4 |
Материал интенсивно поступает с боков к центру бункера, и таким образом поддерживается его постоянное движение по всей массе, перемешивание, выравнивание температуры и состава. Далее промежуточным и разгрузочным конвейерами смесь подается в бункер асфальтоукладчика. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны – перегружатель может двигаться по соседней полосе. Пропускная способность этих конвейеров 544 т/ч определяет общую производительность перегружателя.
Рабочее место оператора – сверху над задними колесами, куда он поднимается по лестнице, – оснащено двумя креслами по обеим сторонам и поворотным пультом управления. Для защиты от солнца и непогоды натягивают тент.
MTV-1500C полностью повторяет конструкцию SB-2500C и отличается от нее уменьшенными габаритами и массой. Промежуточный бункер вместимостью 13,6 т также снабжен шнеком с витками переменного шага.
Конструкция «младшей» модели MTV-1000B попроще. Как и на «старших» моделях, материал подается из самосвала в приемный бункер, так же поднимается конвейером, но попадает сразу в приемный лоток разгрузочного конвейера. Материал перемешивается только в приемном бункере. Разгрузочный конвейер поворачивается на 55° в обе стороны. Рабочее место оператора расположено над приемным бункером. Модификация MTV-1000C отличается более длинным разгрузочным конвейером, поворачивающимся на 35° в обе стороны.
 |
| Приемный бункер Vоgele MT 1000-1 |
Вместо загрузочного бункера на перегружатели Roadtec могут установить подборщик асфальта из валка.
Конструкторы Terex-Cedarapids при разработке перегружателя MS-4 обратили особое внимание на предотвращение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси. Они стремились к тому, чтобы смесь проходила как можно более короткий путь на всех этапах перегрузки и двигалась плотной массой. Их машина легка, очень компактна и производительна.
Полностью это условие перегружатель выполняет, конечно, в паре со вставным бункером укладчика, в котором поддерживается высокий уровень смеси. За загрузкой вставного бункера следит автоматическая система с ультразвуковым датчиком, установленная на перегружателе. Подача материала регулируется за счет изменения скорости движения конвейерной ленты, а также сечения выходного окна бункера.
Компания предлагает бункера вместимостью 20 т для укладчиков Cedarapids серии 400 и вместимостью 24,5 т для укладчиков серии 500. Разработать и сварить аналогичный бункер для любой модели укладчика вполне по силам отечественным машиностроительным или ремонтным предприятиям.
Можно отметить, что конструкторы, стремясь уменьшить размеры, массу и энерговооруженность перегружателя, сохранили связь между самосвалом и укладчиком. Перегружатель – не самоходный, его толкает перед собой укладчик. Двигатель John Deer мощностью 83 кВт, помещенный на высокую надстройку, приводит рабочую гидравлику. Специальная патентованная система амортизации защищает укладчик от толчков, тем не менее нельзя утверждать, что воздействие на него самосвала полностью исключено. Не предусмотрено и рабочее место оператора. Перегружатель оборудован с обеих сторон пультами управления, и оператор управляет машиной, идя рядом. Над пультами управления находятся светофоры, которыми оператор сигнализирует водителю самосвала об опорожнении кузова.
 |
| Рабочее место Vоgele MT 1000-1 |
Исключен контакт между укладчиком и гусеничным перегружателем Vоgele МТ 1000-1. Поддерживать дистанцию помогает датчик скорости в задней части перегружателя, контактирующий со специальной планкой на вставном бункере укладчика. При соприкосновении датчик срабатывает, и перегружатель автоматически ускоряется, а при потере контакта, наоборот, притормаживает. Ультразвуковой сенсор на стреле конвейера отключает подачу смеси при наполнении вставного бункера. Бункера вместимостью 20. 24 т компания изготавливает под заказ для любой модели своих укладчиков. Отечественные дорожные организации практикуют их изготовление своими силами.
Рабочее место оператора оборудовано двумя дублирующими друг друга пультами управления: за одним он работает стоя лицом к укладчику, за вторым – сидя в кресле, вынесенном за габарит площадки перегружателя. От солнца и непогоды оператора защищает тент.
В приемном бункере два симметрично расположенных шнека диаметром 240 мм подают смесь от краев бункера к ленточному транспортеру. Стрела транспортера закрыта сверху крышками, на внутренней стороне которых установлены газовые горелки, подогревающие смесь. Газовые баллоны устанавливают в нишах между бункером и корпусом шасси.
 |
| Dynapac MF300C работает в паре с укладчиком «Компактасфальт» |
С нижней стороны лента открыта. Конструкторы Vоgele с истинно немецкой страстью к порядку снабдили машину рулоном бумаги, которой накрывают кормовую часть, куда может падать налипшая на ленту смесь.
По окончании смены (или чаще в зависимости от характеристик смеси) кусок грязной бумаги отрывают и вместо него накладывают новый. На площадке предусмотрен запас роликов для транспортера.
Гидравлика шасси и рабочих органов приводится двигателем Deutz мощностью 106 кВт. Электроника управляет независимыми приводами гусеничных лент, траки которых, как на асфальтоукладчике, снабжены резиновыми подушками.
Производительность перегружателя – до 900 т/ч. Она покажется недостаточной, если обратить внимание на максимальную производительность Super 2500, самого мощного укладчика из ряда Vоgele: 1100 т/ч. На самом деле Super 2500 с 16-метровой плитой применялся только раз, на строительстве автобана в Германии. Основная проблема такой широкой укладки – обеспечение достаточным количеством смеси, чтобы укладчик не останавливался. Для меньшей ширины укладки производительности перегружателя более чем достаточно.
 |
| Dynapac MF300C |
Высокая производительность – то, к чему стремились конструкторы Dynapac. Это особенно касается последней разработки – гусеничного перегружателя MF300C, созданного для работы в паре с укладчиком «Компактасфальт». Оба перегружателя – MF300C и колесный MF250C – спроектированы на базе асфальтоукладчиков. Смесь из самосвала выгружают в приемный бункер с подъемными боковыми стенками, откуда она ленточными питателями, а затем разгрузочным ленточным транспортером подается в бункер укладчика. Высота подачи регулируется гидравликой. Для удобного обзора площадка с рабочими местами перегружателя MF300C установлена на подъемнике ножничного типа.
Возможно исполнение с дополнительным транспортером, смонтированным под прямым углом на оконечности разгрузочного транспортера. С ним перегружатель может двигаться сбоку от укладчика и подавать смесь в верхний бункер «Компактасфальта» одновременно со вторым перегружателем, работающим с нижним бункером.
Перегружатели – новые требования против сегрегации
Оборудование, помогающее устранять температурную и фракционную сегрегацию асфальтовой смеси
В лаборатории Управления федеральных автомобильных дорог Москва–Бобруйск в Калуге изучили применение перегружателей асфальтобетонной смеси, в результате было установлено, что повторное перемешивание смеси перед укладкой позволяет избежать как температурной сегрегации, так и неоднородности состава. Сейчас новую технологию активно внедряет Росавтодор. Вступили в силу требования, изложенные в приложении к распоряжению Федерального дорожного агентства от 29 мая 2013 г. № 717-р, согласно которым при проведении работ по укладке верхних слоев асфальтобетонного покрытия необходимо обеспечить показатели равномерности температуры за асфальтоукладчиком, а именно: разность температур поперечного профиля укладываемого асфальтобетонного покрытия, измеренного на расстоянии 0,3–1,0 м от выглаживающей плиты асфальтоукладчика, должна составлять не более 10 °С. Без перегружателя уложиться в эти достаточно строгие нормы будет непросто. А с учетом того, что новые смеси стали более жесткими, применение перегружателей должно стать обязательным условием. Ситуация уже начала меняться на стадии проектирования дорожного строительства – разработчики новых проектов стали указывать в документации на необходимость использования этой техники.
Почему возникает неравномерность температур при доставке асфальтобетонной смеси? Дело в том, что самосвал, груженный этой смесью, как правило, очень нескоро добирается от асфальтосмесительной установки до места непосредственной укладки асфальта, преодолевая немалые расстояния, либо пробиваясь через автомобильные пробки, либо застревая в распутицу. Чем дольше это длится, тем больше остывает асфальтобетонная смесь. И беда не только в том, что смесь становится холодной, а в том, что она остывает неравномерно: у стенок кузова самосвала и сверху быстрее, в глубине массы смеси медленнее. Таким образом, наступает температурная неравномерность смеси, иначе называемая сегрегацией или расслоением. Грозит это тем, что, когда сегрегированная по температуре смесь попадает в приемный бункер асфальтоукладчика, холодные ее части укладываются недостаточно плотно в отличие от горячих. В результате последующей укладки на готовом покрытии образуются рыхлые зоны, в которые при дальнейшей эксплуатации дорожного полотна проникает вода, и это довольно быстро приводит к образованию в этих местах участков быстрого разрушения.
Кроме температурной сегрегации во время движения самосвала происходит перераспределение крупных и мелких фракций в объеме асфальтобетона – в этом случае наступает фракционная сегрегация. Более мелкие гранулы просачиваются сквозь более крупные и смещаются вниз. Так что в бункер асфальтоукладчика выгружается совсем не та смесь, которая была тщательно перемешана на асфальтобетонной установке перед загрузкой в самосвал. С такой сегрегацией приходится бороться за счет механического перемешивания смеси в «чреве» перегружателя. Чем более интенсивно происходит перемешивание, тем выше ценится перегружатель в смысле борьбы с сегрегацией. Наиболее качественно это делают тяжелые перегружатели, оснащенные большим бункером-накопителем с мощным шнеком. Но это вовсе не означает, что компактные машины никуда не годятся.
Критерием пригодности перегружателя являются вышеприведенные требования ФДА по разности температур поперечного профиля укладываемого покрытия – если эти условия соблюдаются, компактную машину можно смело использовать, тем более что такая техника будет обладать преимуществами при транспортировке и работе в стесненных условиях.
Еще одним 100%-ным преимуществом любого перегружателя является обеспечение непрерывности укладки. Всякий раз, когда асфальтоукладчик останавливается, в покрытии также наступает поперечный сдвиг с теми же последствиями зарождения трещины в асфальте. Останавливаться приходится, например, в случае, когда смесь заканчивается, а новую порцию самосвал по каким-то причинам вовремя не подвез. А загружаемый самосвалом прегружатель продолжает двигаться с той же скоростью, что и асфальтоукладчик, но на безопасной дистанции от него, при этом в бункер укладчика продолжает засыпаться асфальтобетонная смесь из длинного «хобота»-конвейера перегружателя. В этом случае самосвалы могут в любое время подъезжать к перегружателю и загружать в его бункер-накопитель асфальтобетонную смесь с запасом. Здесь, кстати, нужно сделать еще один реверанс в сторону тяжелых перегружателей – чем больше размеры бункера-накопителя, тем лучше условия для проведения непрерывной укладки.
Непрерывность автоматически означает и более высокую скорость укладки – время сокращается ровно на те промежутки простоев, при которых по традиционной схеме самосвал разгружается в бункер укладчика. Кстати, как только в США появились перегружатели, речь в первую очередь шла именно об ускорении укладки. Поэтому в Европе к заокеанскому нововведению первое время только присматривались. В отличие от США укладка асфальта в Старом Свете обычно ведется с небольшой скоростью, которая примерно в четыре раза меньше, чем у американцев. В США при ремонте дорог перекрывают большие трассы: идет фреза, и тут же за ней движется асфальтоукладчик – за ночь таким образом укладывается сразу много километров полосы, на утро – движение открыто.
В Европе так не работают – масштабы другие. К тому же в медленной укладке есть свои плюсы: асфальто-укладчик успевает максимально уплотнить укладываемое покрытие выглаживающей виброплитой и трамбующими брусьями, после чего требуется минимальное число проходов катками. Поэтому европейцы поначалу и не видели смысла ради ускорения процесса менять отработанные годами методы укладки. Если бы не одно «но» – серьезное улучшение качества покрытия от применения перегружателя! Стали появляться исследования о том, что срок службы асфальтобетонного покрытия, получаемого с использованием перегружателя, оказывается в полтора-два раза выше – только за счет устранения температурной и фракционной сегрегации (такие данные приводит, например, американская компания RADNAT Consulting). Это заставило европейцев осваивать новую технологию и, более того, налаживать собственный выпуск перегружателей.
Roadtec
Американская компания Roadtec, входящая в состав корпорации Astec Industries, является родоначальником технологии укладки асфальтобетона с использованием перегружателя. Первые в мире перегружатели начали производиться под этой маркой в 1988 г. В настоящее время компания поставляет на рынок три модели колесных перегружателей – MTV-1000, Shuttle Buggy SB-1500 и Shuttle Buggy SB-2500ех.
Машины имеют однотипную конструкцию. У моделей Shuttle Buggy SB-1500 и Shuttle Buggy SB-2500ех смесь из кузова самосвала высыпается в приемное окно, из которого по конвейеру разгрузки поступает в промежуточный бункер, где перемешивается с помощью шнека, а по конвейеру загрузки промежуточного бункера перемещается к собственно конвейеру загрузки, откуда попадает в бункер асфальтоукладчика. У модели MTV-1000 промежуточного бункера нет – смесь из загрузочного бункера высыпается непосредственно на конвейер загрузки. Все машины оснащены 6-цилиндровым турбодизелем CaterpillarС-9 мощностью 305 л.с., отвечающим требованиям норм по токсичности отработавших газов Tier III. У всех моделей место оператора расположено с обеих сторон машины. Панель управления может поворачиваться для использования ее с каждого положения, позволяя управлять работой на той же или смежной полосе. У модели MTV-1000 пропускная способность каждого конвейера составляет 544 т смеси в час. Конвейер загрузки может отклоняться от продольной оси на 55° в обе стороны. Максимальная высота подъема конвейера загрузки равна 3,7 м.
Перегружатель Shuttle Buggy SB-1500 снабжен бункером, вмещающим до 13,6 т разгружаемой асфальтовой смеси. Пропускная способность каждого конвейера та же, что и у мод. MTV-1000. Конвейер загрузки отклоняется от продольной оси на 50° в обе стороны, максимальная высота подъема конвейера – 3,5 м. Емкость бункера Shuttle Buggy SB-2500-ex составляет 22,7 т. Производительность конвейера разгрузки равна 907 т смеси в час, конвейеров загрузки промежуточного бункера и загрузки укладчика – 544 т/ч. Перемешивающий шнек имеет диаметр 737 мм (у мод. Shuttle Buggy SB-1500 – 599 мм). Конвейер загрузки может отклоняться от продольной оси на 55° в обе стороны, его максимальная высота подъема равна 3,8 м. Всего выпущено более тысячи перегружателей Shuttle Buggy SB-2500 – с 1989 г., когда началось производство машины. Это самый востребованный в мире перегружатель, в том числе наиболее популярный в России – порядка 50 машин этой модели работают на федеральных российских трассах и еще 30–40 – на региональных.
Weiler
Фирма Weiler (до 2005 г. являлась структурным подразделением компании Caterpillar) ежегодно выпускает примерно 40 перегружателей. На российском рынке предлагаются колесные антисегрегационные перегружатели мод. E1250А и E2850.
Модель E1250А предназначена для перемещения горячей асфальтобетонной смеси из самосвала в асфальтоукладчик для обеспечения непрерывной укладки, при этом у машины нет бункера для хранения материала – он пересыпается из конвейера разгрузки в конвейер загрузки. Но это происходит не напрямую, как у той же модели Roadtec MTV-1000, а через так называемый бункер повторного перемешивания, расположенный под конвейером разгрузки. В этом бункере имеется сдвоенный переплетающийся (с чередованием) шнек, который перемешивает сегрегированные как по размеру, так и по температуре частицы и сужает поток материала для поступления на конвейер загрузки – то есть смесь проходит через шнек в процессе падения. Инженеры компании Weiler считают, что другие смесительные системы, в которых шнеки заполняются материалом, делают их перемешивающую способность менее эффективной.
У мод. E2850 имеется собственный встроенный бункер для хранения материала массой до 23 т. Сегрегация асфальтобетонной смеси устраняется за счет работы шнеков, перемешивающих хранящийся в бункере материал непосредственно перед его загрузкой в асфальтоукладчик.
Конвейер загрузки у мод. E1250А может подниматься на высоту до 3,5 м, у E2850 – до 4,88 м. Мод. E1250А оснащается турбодизелем Cat C7 мощностью 250 л.с., мод. E2850 – мотором Cat С9 мощностью 300 л.с. Привод ходовой системы у машин гидростатический, на четыре колеса, с двухскоростными двигателями и планетарными приводами.
Atlas Copco
Шведская компания Atlas Copco выпускает гусеничные перегружатели мод. Dynapac MF300C и Dynapac MF2500. Стандартная емкость бункера MF300C равна 8,5 м3, что соответствует массе асфальтобетонной смеси 17 т. С помощью специальных вставок ее можно увеличить до 45 т. В качестве силового агрегата используется дизельный двигатель Cummins QSB 6.7 мощностью 221 л.с.
Этот перегружатель, имея производительность 3500 м3/ч, может использоваться для питания больших асфальтоукладчиков, работающих при максимальной ширине укладки. Хотя надо иметь в виду, что данная машина приспособлена в первую очередь под фирменную технологию укладки Atlas Copco, называемую «компакт-асфальт», то есть идеально подходит для работы с асфальтоукладчиками Dynapac мод. СМ2500 и СМ3000. Суть «компакт-асфальта» состоит в том, что нижний, более толстый слой асфальта (связующий) и верхний, более тонкий слой (слой износа) укладываются за один проход укладчика. Такая технология укладки методом «горячий слой по горячему» позволяет достичь максимального уплотнения обоих слоев, при этом избежать дефектов покрытия из-за недоуплотнения. Кроме того, технология «компакт-асфальта» позволяет уменьшить толщину верхнего слоя до 2 см без потери качества, в то время как при традиционной укладке толщина верхнего слоя обычно равна 4 см.
У мод. MF300C отсутствует шнек. После того как смесь из самосвала выгружается в бункер перегружателя, она перемещается по широкой транспортерной ленте конвейера (шириной 1,2 м) наверх стрелы (конвейера), нависающей над приемным бункером асфальтоукладчика. Во время этой операции и происходит процесс перемешивания смеси. Мод. MF300C отличается очень большой высотой подъема регулируемого конвейера – до 4,8 м. Данную машину вместе с комплексом «компакт-асфальт» в России приобрела и активно эксплуатирует компания «Дорожник-92», активно работающая на рынке дорожного строительства Санкт-Петербурга и Северо-Западного региона.
Самый компактный на рынке перегружатель Dynapac MF2500 имеет ширину всего 2,55 м, что позволяет транспортировать машину без оформления специальных разрешений для перевозки негабаритных грузов. Емкость бункера равна 6 м3, в него можно загрузить 12 т асфальтобетонной смеси. Конвейерная система способна переместить 35 т асфальтобетона, гравия или песка всего за 35 с. У исполнения MF2500CS с короткой стрелой общая транспортная длина равна всего 9,2 м, у MF2500CL – 13,4 м.
В нашу страну несколько лет назад был завезен еще один перегружатель Dynapac – мод. MF250C. Эта весьма любопытная колесная машина имеет «крабовый ход», то есть способна двигаться под углом к укладчику. Ее заказала организация, которой было необходимо выполнить укладку асфальта под троллейбусными линиями. Чтобы не снимать провода, использовали этот перегружатель, благодаря чему самосвал с поднятым кузовом шел сбоку, параллельно проводам, не задевая их. В настоящее время этот колесный перегружатель не выпускается. Все производители этой техники, европейские и американские, для того, чтобы перегружатель мог идти параллельным курсом по отношению к укладчику, вместо «крабового хода» применяют более простое и дешевое решение с поворотной стрелой в горизонтальной плоскости.
Vögele
Немецкая компания Joseph Vögele AG, входящая в состав Wirtgen Group, на российском рынке предлагает перегружатель асфальтобетонной смеси PowerFeeder MT 3000-2, сконструированный на базе гусеничного асфальтоукладчика. Перегружатель имеет бункер вместимостью 16,4 т смеси. Подача смеси составляет 1200 т/ч. Благодаря высокой скорости транспортировки материала перегрузчик обеспечивает разгрузку 25-тонного самосвала всего за 60 с.
На перегружателе установлен дизельный двигатель Deutz мощностью 218 л.с., обеспечивающий машине достаточно экономичную работу – минимальный расход топлива при работе в режиме ЕКО, когда автоматически регулируются обороты двигателя в зависимости от нагрузки выполняемых машиной операций, составляет 17 л/ч.
Применение гусеничной базы дает перегружателю определенные преимущества: такая машина может двигаться по любому виду основания, будь то асфальтобетон или какое-то укрепленное основание, либо неукрепленная обочина, либо основание, отсыпанное щебнем. Гусеничный движитель – это отсутствие пробуксовок, постоянство и плавность хода. Дополнительным преимуществом является то, что перегружатель может спокойно работать на откосах и на покрытиях с уклоном более 20°. Оценить по достоинству гусеничный ход можно и при работе в стесненных условиях – разворот машины возможен на месте.
Для производительной бесконтактной загрузки смеси в укладчик перегружатель оснащен автоматической системой регулирования расстояния между этими машинами. Это позволяет оператору сконцентрироваться только на процессе перегрузки материала. Еще один важный момент работы автоматики: на выгрузном транспортере перегружателя есть ультразвуковой датчик уровня наполнения бункера укладчика: понизился уровень материала в бункере – датчик это определил и включил подачу из перегружателя, заполнился бункер до определенного уровня – подача отключилась. Оператору за этим следить также не нужно.
Устранение температурной и фракционной сегрегации асфальтобетонной смеси в перегружателе достигается за счет работы шнеков, установленных в приемном бункере. В машине применяются конические шнеки с разным диаметром лопастей – они захватывают, к примеру, холодную смесь у стенок бункера и перемещают ее к центру, постоянно перемешивая с горячим материалом, тем самым выравнивая температуру всей смеси в бункере. Вместо конических на перегружатель можно устанавливать шнеки, имеющие равный диаметр лопастей, они служат для получения более высокой производительности. После того, как отработают шнеки, реализуется принцип компактной транспортировки, когда движение материала идет двумя конвейерными лентами в форме желоба, что должно препятствовать механическому расслоению материала. Обе ленты для предотвращения температурного расслоения подогреваются инфракрасными излучателями. Подогрев дает два важных преимущества: асфальт не отдает свою температуру и не налипает на ленту.
Исполнение перегружателя PowerFeeder MT 3000-2 Offset отличается от PowerFeeder MT 3000-2 Standart наличием поворотного конвейера, который может отклоняться на 23° вверх и поворачиваться на 55° вправо и влево. Возможность загрузки на сторону – весьма полезная конструктивная особенность. Машина в процессе загрузки асфальтобетона в укладчик может двигаться по отдельной полосе – это важно в тех случаях, когда, например, на укладываемой полосе уже разлита подгрунтовка в виде битумной эмульсии.
Конвейерная система перегружателя рассчитана не только на транспортировку битумных смесей, но и щебня, грунта или материалов, полученных в результате ресайклинга. Машина, таким образом, может работать с любыми инертными материалами, выполняя, например, с помощью поворотного конвейера отсыпку обочины крошкой, щебнем либо грунтом. Такая эксклюзивная «всеядность» машины, берущей на борт разные материалы и смеси, стала возможна благодаря тому, что в конструкции выполнена прямая подача – нет дополнительных звеньев типа мешалки, в которой, скажем, щебень стал бы просто застревать и она бы быстро вышла из строя. Кроме того, в перегружателе используются резиновые ленточные транспортеры, в результате они могут спокойно контактировать с тем же цементобетоном, в то время как применяемые на перегружателях других производителей металлические элементы транспортера в этом случае будут подвержены абразивному износу, поэтому, собственно, для них и неприемлема эта самая «всеядность».
Как рассказал нашему корреспонденту Павел Маренков, руководитель региональных продаж ООО «Виртген-Интернациональ-Сервис», в конце сентября прошлого года в России были проведены испытания перегружателя Vögele, в ходе которых оценивался температурный профиль асфальтобетонного покрытия. Компания «Новосибирскавтодор» выполнила капитальный ремонт автомобильной дороги М51 «Байкал» (133–143 км) с помощью асфальтоукладчика Vögele Super 1800-3 и перегружателя МТ 3000-2 Offset. Применение в асфальтоукладчике специального дополнительного бункера, также выпускаемого компанией Vögele, позволило создать общий запас смеси в 40 т, из которых 13 т находятся в перегружателе и 27 т – в асфальтоукладчике. Укладка выполнялась далеко не в тепличных условиях: погода была по-осеннему холодная – +5 °С. Асфальтобетонная смесь доставлялась самосвалами с АБЗ, находящегося на расстоянии 80 км от места укладки. Самосвалы ехали без пробок, но довольно долго – с учетом скорости груженой машины выходило примерно около часа. По условиям испытаний перегружателя во время укладки измерялись температура смеси в бункере перегружателя и температура покрытия за асфальтоукладчиком. Были сделаны также специальные фотографии с применением термокамеры от компании Testo.
Эти измерения делались для того, чтобы выявить соответствие укладываемого покрытия требованиям ФДА к равномерности температуры за асфальтоукладчиком. Согласно таблице измерений «Новосибирскавтодора», было установлено, что из ста замеров перепад температур поперечного профиля покрытия при укладке асфальтобетона с применением перегружателя Vögele составил не более 2–3 °С, таким образом, требование ФДА было выполнено, что называется, с запасом.
«Бецема»
В Красногорске на заводе «Бецема» выпускается перегружатель асфальтобетонной смеси БЦМ-261. Перегружатель, толкаемый асфальтоукладчиком, подбирает валик асфальтобетонной смеси, сформированный самосвалом, и подает в бункер укладчика. Погрузочная высота равна 1,9 м. Таким образом, исключается контакт самосвала с асфальтоукладчиком, соответственно не происходит образования поперечной волны. Рабочие органы перегружателя – шнек и скребковый конвейер производительностью 720 т/ч – приводятся автономным дизельным двигателем мощностью 120–140 л.с. Шнек продвигает асфальтобетонную смесь в рабочую зону скребкового конвейера, который подает ее в приемный бункер асфальтоукладчика. Во время выполнения этих операций происходит перемешивание асфальтобетонной смеси, чтобы сделать ее более ровной по фракционному составу и температуре.
Валик асфальтобетонной смеси формируется обычно движущимся по ходу укладки самосвалом с поднимающимся при разгрузке кузовом, когда из него медленно начинает высыпаться асфальтобетонная смесь прямо на дорожное покрытие. На «Бецеме» изготовили самосвал с донной разгрузкой БЦМ-262 – с его помощью упорядочивается процесс образования валка, принимающего более определенную форму, удобную для подхвата подборщиком.
Конструкция подборщика достаточно простая и недорогая, к тому же давно применяемая и отработанная – многие импортные самоходные перегружатели опционно оснащаются подборщиком асфальтобетонной смеси из валиков. Надо сказать, что у этой технологии есть один принципиальный недостаток: смесь, выкладываемая самосвалом на поверхность покрытия, довольно быстро остывает. Поэтому дорожные компании, имеющие в своем парке автономный перегружатель, уже, как правило, не приобретают для него дополнительное устройство подбора и соответственно не работают с валками. Зачем, если можно выгружать асфальтобетон из самосвала непосредственно в перегружатель? А вот те, у кого нет возможности купить перегружатель, цена которого доходит до стоимости приличного асфальтоукладчика, вполне могут обойтись относительно недорогим подборщиком от компании «Бецема».