Способ и устройство для восстановления поврежденного дорожного покрытия

 

Изобретение относится к способу и устройству для стабилизации или восстановления поврежденного дорожного покрытия, при котором верхний слой дорожного покрытия снимают фрезой, измельчают материал на месте и вновь укладывают. К полученному материалу покрытия добавляют связующее из цемента, цементного раствора, воды, и/или битумную эмульсию, и/или предварительно приготовленную смесь добавок, и/или минеральные компоненты с заданным размером частиц и объемом и вновь укладывают восстановленный таким образом материал в дорожное полотно. Обеспечивается переработка материала покрытия на месте, экономится строительный материал. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к техническим средствам, предназначенным для ремонта дорожных покрытий.

Постоянный рост движения транспорта по дорогам с твердым покрытием вынуждает сокращать периодичность ремонта дорожного покрытия. Постоянно совершенствуются приемы и оборудование для такого ремонта.

Первоначально снимали фрезой только верхний слой покрытия, оставляя отходы на обочинах, и укладывали покрытие из нового материала. Однако в последние годы экологические соображения заставили пересмотреть такую технологию в сторону безусловного использования отходов. Обеспечивая чистоту обочин, таким путем можно также сэкономить дорогой строительный материал.

Способ повторного использования снятого фрезой материала предусматривает его переработку на месте, что позволяет исключить перевозку материала к заводскому технологическому оборудованию и назад к месту укладки.

При так называемом холодном методе восстановления дорожное покрытие снимают фрезой на глубину до 40 см, измельчают снятый материал, интенсивно смешивают его со связующим из цемента или цементного раствора и/или с битумной эмульсией и вновь укладывают. Технология может включать в себя также последующую укладку нового асфальтового покрытия (JP 3-26241, МПК E 01 C 23/07, публ. 1991 г.).

При таком холодном методе ремонта дорожного покрытия существенно сокращаются затраты на восстановление асфальтовых слоев. Но вместе с тем оказалось невозможно или весьма трудно изменить размер частиц минеральных веществ снимаемого фрезой слоя. К тому же проселочные дороги, на восстановление которых, как правило, и рассчитан этот способ, отличаются значительной неоднородностью состава асфальтовых слоев, особенно расположенных в глубине дорожной одежды несущих слоев, в результате чего снимаемый фрезой материал зачастую не соответствует современным требованиям к размеру частиц.

Помимо этого, предварительное разбрызгивание гидравлического связующего на поверхности дорожного полотна с помощью соответствующей установки на колесном шасси оказалось в ветреную погоду трудно осуществимым из-за уноса частиц в сторону. В таких условиях не обеспечивается точность и равномерность укладки и наносится ущерб окружающей среде.

Другой недостаток известного способа холодного восстановления дорожного покрытия состоит в том, что рабочая ширина установки мала и не позволяет укладывать покрытие на всю ширину проезжей части, а это приводит к образованию нежелательных стыков на восстановленном покрытии.

С учетом этих обстоятельств задача настоящего изобретения состоит в создании способа и устройства, с помощью которых можно было бы снимать фрезой верхнюю часть дорожного покрытия на заданную глубину и измельчать снятый материал, одновременно добавляя к нему непосредственно на месте выполнения работ, то есть в ремонтном агрегате, минеральные материалы с заданным размером частиц и/или заданное количество связующего типа цемента, цементного раствора и/или битумной эмульсии.

Данная задача решается тем, что при осуществлении способа стабилизации или восстановления поврежденного покрытия, при котором верхний слой покрытия снимают фрезой, измельчают этот материал на месте и вновь укладывают, согласно настоящему изобретению, проводят анализ состава полученного таким образом материала и затем добавляют связующее и/или минеральные вещества с необходимым размером частиц и в необходимом количестве и затем используют полученный таким образом материал для нанесения нового покрытия.

При этом целесообразно добавлять к снятому фрезой и измельченному материалу покрытия дозированное количество гидравлического связующего в смеси с водой.

Снятие фрезой поврежденного дорожного покрытия предпочтительно выполняют по всей ширине проезжей части на глубину до 40 см, измельчают снятый материал, перемешивают его на ремонтном агрегате с минеральным компонентом или компонентами с заданным размером частиц и в необходимом количестве или с предварительно смешанными примесями, и/или связующим или связующими из цемента, цементного раствора, воды, и/или битумной эмульсии, а затем вновь укладывают.

Благодаря измеряемой рабочей ширине можно обрабатывать всю ширину проезжей части. Восстанавливаемый материал равномерно смешивается с добавками, что позволяет обеспечить однородность покрытия на всей ширине. Введение минеральных добавок улучшает ровность покрытия.

В предложенном способе все компоненты, необходимые для восстановления дорожного покрытия, имеются на ремонтном агрегате, что позволяет скомпенсировать изменения состава ремонтируемых слоев соответствующей регулировкой количества добавок и выполнить современные требования к качеству нового слоя.

В преложенном способе целесообразно определять состав ремонтируемого покрытия с помощью забора проб и их анализа, а данные анализа вводить в ЭВМ, с помощью которой можно в зависимости от заложенных заданных параметров определять необходимое количество того или иного компонента состава и соответственно выдавать команду на управляющий орган для регулировки подачи минеральных компонентов и связующего.

Гидравлическое связующее можно смешивать с заданным количеством воды и дозированно добавлять к снятому фрезой материалу перед укладкой с помощью насоса.

Дозирование добавляемых минеральных компонентов и/или связующего или связующих выполняют посредством регулирования, в зависимости от дорожного покрытия.

На новое дорожное покрытие целесообразно наносить поверхностный слой из нового материала.

Добавлением минеральных компонентов можно компенсировать неровность продольного и поперечного профиля старого покрытия проезжей части и тем самым улучшить ровность дорожного покрытия.

Избирательным вводом различных добавок по количеству и составу можно соответственно повысить несущую способность восстанавливаемого покрытия.

Указанный технический результат достигается также тем, что устройство для осуществления способа стабилизации или восстановления поврежденного дорожного покрытия, в состав которого входит самоходное шасси с расположенным под ним фрез-барабаном с приводом от двигателя и блоком укладки с изменяемой рабочей шириной, согласно настоящему изобретению, содержит на том же шасси резервуар с дозатором для минерального компонента и/или смесь добавок, и/или связующего или связующих, а также смеситель для снятого фрезой материала и добавок и компьютер для регулирования в зависимости от дорожного покрытия добавок материалов, отсутствие которых в старом покрытии выявляется в результате анализа.

В предпочтительном варианте исполнения фрез-барабан одновременно представляет собой смеситель для компонентов.

Для этого в полость фрез-барабана загружаются с одной стороны минеральные компоненты, а с другой стороны - связующие вещества, где они перемешиваются со снятым фрезой материалом, причем эта полость ограничена одним передним перекрывающим щитом и одним задним разравнивающим щитом. Через выпускное отверстие в заднем разравнивающем щите материал выходит из полости фрез-барабана.

Для тщательного перемешивания снятого фрезой материала с добавками дополнительно предусмотрен еще один смеситель, установленный в направлении движения за фрез-барабаном.

Может быть предусмотрено несколько резервуаров с дозаторами для минеральных компонентов.

Это позволяет заполнять резервуары минеральными компонентами, в то время как в других бункерах находятся, например, заранее смешанные компоненты добавок и другие компоненты. Таким образом, создается возможность гораздо точнее согласовать состав и размеры зерен нового и снимаемого фрезой старого покрытия для получения нового материала оптимального состава, отвечающего всем требованиям современного дорожного движения.

Дозаторы для компонентов, имеющихся в ремонтном агрегате, предпочтительно выполнять регулируемыми в зависимости от особенностей старого дорожного покрытия, с учетом данных анализа его состава. Благодаря этому можно скомпенсировать колебание состава материала старого покрытия, изменяя объемы добавок в самом ремонтном агрегате.

Предпочтительно, чтобы устройство содержало для дозирования связующего питающие насосы с электрическим управлением.

В другом предпочтительном варианте исполнения устройство содержит для дозирования минеральных компонентов электроуправляемые ленточные или шнековые транспортеры.

Управление насосов-питателей и/или ленточных или шнековых транспортеров целесообразно осуществлять с помощью компьютера, в который вводят определяемые по ходу движения результаты анализа старого дорожного покрытия, и по этим результатам определяют необходимое количество добавок.

Снятие фрезой старого покрытия на заданную глубину до 40 см по всей ширине проезжей части требует весьма мощной конструкции агрегата и сравнительно высокой мощности приводного двигателя. Высокая производительность агрегата позволяет создать весьма высокий расход добавок.

Согласно предпочтительному варианту исполнения изобретения на шасси размещают только дозаторы с управлением, а компоненты добавок содержатся на отдельном транспортном средстве и подаются к дозаторам с помощью транспортеров.

Тележки с добавками целесообразно установить перед агрегатом и/или за ним с тем, чтобы компоненты добавок подавать в заданном объеме непосредственно к дозаторам.

Преимущество этого варианта заключается в том, что масса ремонтного агрегата не избыточна, а объемы компонентов добавок можно увеличить, повысив производительность агрегата.

В этом случае транспортеры отдельного транспортного средства присоединяются к дозаторам ремонтного агрегата с помощью быстроразъемных фиксаторов.

В другом предпочтительном варианте исполнения резервуары для минеральных компонентов размещены на ремонтном агрегате, а резервуары для цементного раствора и битумной эмульсии размещены на отдельном транспортном средстве.

Таким образом, с помощью предложенного способа и предназначенного для его осуществления устройства достигается существенное улучшение так называемого холодного способа восстановления дорожного покрытия в результате возможности компенсировать колебания состава обновляемого материала старого дорожного покрытия непосредственно на ремонтном агрегате. При 100%-ном использовании снятого фрезой материала обеспечивается оптимальный состав восстанавливаемого слоя и полное соответствие дорожного покрытия, восстановленного таким холодным способом, требованиям современного дорожного движения.

На фиг. 1 изображен эскиз слоев дорожного покрытия перед восстановлением холодным способом и после такого восстановления; на фиг. 2 - вид сбоку предложенного ремонтно-восстановительного агрегата; фиг. 3 - вид сбоку другого варианта выполнения ремонтно-восстановительного агрегата.

На левой части фиг. 1 схематически показано в разрезе поврежденное дорожное покрытие. На щебеночном несущем слое 1 уложен битумный слой 2, сильно изъезженный транспортом и подлежащий восстановлению.

Битумный слой 2 и/или нижележащий щебеночный слой 1 снимают фрезой на заданную глубину до 40 см и в соответствии с изобретением измельчают, смешивают с минеральными компонентами с заданным размером частиц и заданным объемом или с готовой смесью добавок, и/или со связующим (связующими) из цемента, воды и/или битумной эмульсии и укладывают холодным способом в слой 3, показанный в правой части фиг. 1. На этот восстановленный холодным способом слой 3 можно уложить также новый поверхностный слой 4 из нового материала.

Благодаря отбору и анализу проб старого материала дорожного покрытия перед выполнением восстановительных работ можно точно определить его состав и в соответствии с этим составом ввести точно дозированные по форме и объему компоненты добавок, создав способом холодного восстановления новое дорожное покрытие, имеющее оптимальный состав, удовлетворяющий всем требованиям современного дорожного движения.

На фиг. 2 схематически изображено сбоку устройство для осуществления заявленного способа, имеющее самоходное шасси на гусеницах 1, 2, а также расположенный под ним фрез-барабан 3 с принудительным приводом и блок укладки 4, содержащий резервуары с дозатором для минеральных компонентов 5 и для связующих 6, 7.

Смеситель 12, установленный за фрез-барабаном, служит в сочетании с фрез-барабаном для перемешивания снятого фрезой материала.

Минеральные компоненты 5 содержатся в бункере, разделенном на секции в продольном направлении, в виде нескольких составов и подаются транспортером 8 в полость фрез-барабана. К этой полости и/или к смесителям подведены также сопла 9 и 10, через которые разбрызгивается цементная суспензия и/или битумная эмульсия.

Перемешанный с минеральными добавками и связующими снятый фрезой материал выходит через отверстие в заднем разравнивающем щите и может подаваться на смеситель, чтобы затем распределяться шнековым распределителем 11 по ширине проезжей части и укладываться в готовый слой блоком укладки 4.

На фиг. 3 схематически изображено сбоку другое устройство для осуществления заявленного способа, тоже с самоходным шасси на гусеницах 1, 2 и установленными снизу фрез-барабанами 3 с приводом от двигателя, имеющими регулируемую рабочую ширину и поэтому приспосабливаемыми к ширине ремонтируемой дороги. Блок укладки, резервуары, дозаторы для минеральных компонентов 5 и связующих 6, 7 соответствуют устройству по фиг. 2.

Вместо резервуаров 5, 7, установленных в передней части ремонтного агрегата, один из вариантов исполнения устройства предусматривает в этом месте только патрубки для присоединения к блоку дозировки и распределения, передающему жидкие связующие и минеральные компоненты с возимого спереди транспортного средства. Можно, конечно, предусмотреть и бункеры меньшей вместимости в качестве резервуаров-питателей для поддержания работы ремонтного агрегата на время смены транспортных средств с запасами материалов.

Подачу минеральных компонентов при этом целесообразно осуществлять ленточным и шнековым транспортером, который может быть заключен в трубу.

Формула изобретения

1. Способ стабилизации или восстановления поврежденного дорожного покрытия, при котором верхний слой покрытия снимают фрезой, этот материал измельчают на месте и вновь укладывают, отличающийся тем, что проводят анализ состава полученного таким образом материала и затем добавляют связующее и/или минеральные вещества с необходимым размером частиц и в необходимом количестве и затем используют полученный таким образом материал для нанесения нового покрытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к снятому фрезой и измельченному материалу покрытия добавляют дозированное количество гидравлического связующего в смеси с водой.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что снятие фрезой поврежденного дорожного покрытия выполняют по всей ширине проезжей части на глубину до 40 см, измельчают снятый материал, перемешивают его на ремонтном агрегате с минеральным компонентом, или компонентами с заданным размером частиц и в необходимом количестве, или с предварительно смешанными примесями и/или связующим или связующими из цемента, цементного раствора, воды и/или битумной эмульсии, а затем вновь укладывают.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что гидравлическое связующее смешивают с заданным количеством воды, дозированно добавляют к снятому фрезой материалу перед укладкой с помощью насоса.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что дозирование добавляемых минеральных компонентов и/или связующего или связующих выполняют посредством регулирования, в зависимости от дорожного покрытия.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на новое дорожное покрытие наносят поверхностный слой из нового материала.

7. Способ по одному или нескольким пп.1, 3 и 5, отличающийся тем, что добавлением минеральных компонентов компенсируют неровность продольного и поперечного профиля старого покрытия проезжей части и тем самым улучшают ровность дорожного покрытия.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что избирательным вводом различных добавок по количеству и составу соответственно повышают несущую способность восстанавливаемого покрытия.

9. Устройство для осуществления способа по одному или нескольким пп.1 - 8, имеющее самоходное шасси с расположенными под ним фрез-барабаном с приводом от двигателя и блоком укладки с изменяемой рабочей шириной, отличающееся тем, что оно содержит на том же шасси резервуар с дозатором для минерального компонента или компонентов и/или смесь добавок и/или связующего или связующих, а также смеситель для снятого фрезой материала и добавок и компьютер для регулирования в зависимости от дорожного покрытия добавок материалов, отсутствие которых в старом покрытии выявляется в результате анализа.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что фрез-барабан одновременно представляет собой смеситель для компонентов.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что для тщательного смешивания снятого фрезой материала с добавками дополнительно предусмотрен еще один смеситель, установленный в направлении движения за фрез-барабаном.

12. Устройство по одному из пп.9 - 11, отличающееся тем, что предусмотрено несколько резервуаров с дозаторами для минеральных компонентов.

13. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 11, отличающееся тем, что для дозирования связующего оно содержит питающие насосы с электрическим управлением.

14. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 11, отличающееся тем, что дозирования минеральных компонентов оно содержит электроуправляемые ленточные или шнековые транспортеры.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что управление насосов-питателей и/или ленточных или шнековых транспортеров осуществляется с помощью компьютера, в который вводятся определяемые по ходу движения результата анализа старого дорожного покрытия, и по этим результатам определяются необходимое количество добавок.

16. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 15, отличающееся тем, что на его шасси размещены только дозаторы с управлением, а компоненты добавок содержатся на отдельном транспортном средстве и подаются к дозаторам с помощью транспортеров.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что транспортеры отдельного транспортного средства присоединены к дозаторам ремонтного агрегата с помощью быстроразъемных фиксаторов.

18. Устройство по одному или нескольким пп.9 - 15, отличающееся тем, что резервуары для минеральных компонентов размещены на ремонтном агрегате, а резервуары для цементного раствора и битумной эмульсии размещены на отдельном транспортном средстве.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3