Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей



Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей
Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей

 


Владельцы патента RU 2554639:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)" (RU)

Изобретение относится к устройствам для уплотнения дорожно-строительных материалов. В устройстве уплотняющий орган выполнен в виде однорядного трамбующего бруса с двумя равными по длине левой L1 и правой L2 частями, составляющими общую длину бруса L=L1+L2, перемещающимися вертикально в противофазах с частотой колебания ƒ=540-720 мин-1 для смесей типа А, Б и ƒ=420-600 мин-1 для смесей типа В, Г, Д, ширина бруса определяется из условия C=(2-3)dmax, где dmax максимальный размера зерна смеси, что позволяет увеличить скорость перемещения асфальтоукладчика до 8,0 м/мин, его опорная поверхность содержит два разных по ширине участка - передний C1=0,55C и задний С2=0,45С, наклоненные к горизонтальной поверхности уплотняемого слоя соответственно под углами

где hсл _ толщина слоя, см;

КЗ0,8, КЗ0,9, КЗ0,98 - соответствующие коэффициенты запаса на уплотнение асфальтобетонного слоя, соответствующие ky=0,80, ky=0,90 и ky=0,98. 4 ил.

 

Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к устройствам для уплотнения дорожно-строительных материалов, и предназначено для уплотнения асфальтобетонных слоев дорожных оснований и покрытий.

Известно устройство для уплотнения дорожно-строительных материалов, содержащее раму с установленным на ней эксцентриковым приводом трамбующего бруса и выглаживающую плиту [Варганов С.А. Машины для уплотнения грунтов и дорожно-строительных материалов / С.А. Варганов, Г.С.Андреев, П.И. Марков и др. Под ред. С.А. Варганова, Г.С.Андреева. М.: Машиностроение, 1981. - 240 с].

Однако известное устройство обладает следующими недостатками - для асфальтоукладчика, имеющего высокую производительность, характерна низкая степень предварительного уплотнения смеси трамбующим брусом представленной конструкции, что не позволяет полностью реализовать его потенциальные технические возможности.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство для уплотнения дорожно-строительных материалов, содержащее последовательно установленные уплотняющие органы в виде брусьев с приводом их вертикального перемещения, имеющих различные по величине углы скосов перед горизонтальными опорными площадками, ширина каждой горизонтальной опорной площадки составляет 0,4-0,5 ширины соответствующего бруса, а ширина горизонтальной опорной площадки переднего бруса больше площадки заднего бруса в 1,2-1,5 раза [А.С. SU №1142568 А, МПК Е01С 19/34, опубл. 28.02.1085].

Недостатками данного устройства являются:

- сложная многоэлементная и металлоемкая конструкция устройства;

- высокая энергоемкость процесса уплотнения.

Задачей изобретения является создание устройства с малой металлоемкостью, содержащего один трамбующий брус, обеспечивающий высокую степень предварительного уплотнения смеси, а также уменьшение энергоемкости этого процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что предложено устройство для уплотнения дорожно-строительных материалов, в котором уплотняющие органы выполнены в виде однорядного трамбующего бруса с двумя равными по длине левой L1 и правой L2 частями, составляющими общую длину бруса L=L1+L2, ширина бруса определяется из условия С=(2-3)dmax, где dmax - максимальный размера зерна смеси, при этом его опорная поверхность включает два разных по ширине участка - передний С1=0,55С и задний С2=0,45С, наклоненные к горизонтальной поверхности уплотняемого слоя соответственно под углами

где hCJl - толщина слоя, см;

КЗ0,8, КЗ0,9, КЗ0,98 - соответствующие коэффициенты запаса на уплотнение асфальтобетонного слоя, соответствующие ky=0,80, ky=0,90 и ky=0,98.

Заявляемое техническое решение позволяет поочередно сосредотачивать на каждой части бруса энергию в два раза меньшую, чем для бруса с традиционными однофазными колебаниями обеих частей, и создает условия для пропорционального увеличения опорной площади бруса и производительности асфальтоукладчика.

Кроме этого, снижение энергоемкости процесса уплотнения достигается при частоте колебания бруса ƒ=1/τ, соответствующей периоду релаксаций напряжений τ в уплотняемой среде, обеспечивая ее минимальное сопротивление деформированию при ƒ=540-720 мин-1 для смесей типа А, Б и при ƒ=420-600 мин-1 - для смесей типа В, Г, Д [Пермяков В.Б. Совершенствование теории, методов расчета и конструкций машин для уплотнения асфальтобетонных смесей: Автореф. дис… д-ра техн. наук. - СПб., 1992. - 37 с.].

Ширина бруса С определяет площадь контакта и величину давления на уплотняемую смесь, а также регулирует развитие процессов уплотнения и зависит от максимального размера зерна смеси dmax и составляет C=(2-3)dmax, охватывая объем смеси в два-три зерна, которые являются основной частью макроструктуры асфальтобетона, в процессе уплотнения надежно фиксируются друг относительно друга благодаря образованию многочисленных межзерновых контактов и способны сохранять приобретенную прочность и устойчивость структурных связей от силовых воздействий автотранспорта. При C≤dmax опорная поверхность бруса взаимодействует с одним зерном, поэтому устойчивое закрепление его в формирующейся структуре асфальтобетона не представляется возможным, поскольку в заключительной части процесса точка приложения уплотняющих воздействий находится на периферии зерна, вынуждая его изменить местоположение с каждым силовым воздействием, приводящим к разрушению ранее возникших межзерновых связей и образованию дефектов в структуре.

Опорная поверхность бруса поочередно взаимодействует со смесью, обладающей низким сопротивлением деформированию при коэффициенте уплотнения ky=0,80-0,90 и высоким сопротивлением при ky=0,90-0,98 (фиг. 4). В связи с этим опорная поверхность бруса состоит из двух разных по ширине участков: переднего С1=0,55С (до ky=0,90), на котором реализуется до 70% общей деформации слоя, и заднего С2=0,45С, реализующего остальные 30% (фиг. 2) [Костельов М.П. Практические проблемы устройства асфальтобетонных покрытий с высокой ровностью. Дорожная техника, технология. Каталог-справочник. СПб.: И.А. Партнер, 2003. - с. 38-43], наклоненные к горизонтальной поверхности уплотняемого слоя соответственно под углами

обеспечивающим высокую скорость деформирования от ky=0,80 до ky=0,90, и

с более низкой скоростью от ky=0,90 до ky=0,98. Величина углов α и β не превышает значения углов внутреннего трения смеси, что позволяет снизить интенсивность ее выдавливания из-под опорной поверхности бруса (hсл - толщина слоя, см; KЗi -коэффициенты запаса на уплотнение асфальтобетонного слоя, соответствующие i-м ky, табл.) [Костельов М.П. Практические проблемы устройства асфальтобетонных покрытий с высокой ровностью. Дорожная техника, технология. Каталог-справочник. СПб.: И.А. Партнер, 2003. - с. 38-43]

Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 схематически изображено устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей; на фигуре 2 схематически представлены опорные поверхности левой и правой частей бруса с участками; на фигуре 3 представлена проекция уплотняющего устройства по стрелке Б; на фигуре 4 представлена зависимость сопротивления смеси деформированию σд от коэффициента уплотнения ky и температуры (T,°C).

Устройство для уплотнения асфальтобетонных смесей состоит (фиг. 1) из смонтированных на раме 1 посредством шарнира 2 с горизонтальной осью в кронштейне 3 отражательного щита 4, трамбующего бруса с левой 5 и правой 6 частями, с передним 7 и задним 8 (фиг. 2) опорными участками, соединенных шатунами соответственно 9 и 10 (фиг. 3) с эксцентриковым приводом 11, а также виброплиты 12.

Принцип работы устройства заключается в следующем. После распределения смеси по ширине укладываемой полосы производится ее предварительное уплотнение предлагаемым устройством. Эксцентриковый вал 11 по средствам шатунов 9 и 10 приводят в вертикальное возвратно-поступательное движение левую 5 и правую 6 части бруса, перемещающиеся в противофазах, с частотой колебания, соответствующей периоду релаксации напряжений в уплотняемой среде, при которой достигается минимальное сопротивление смеси деформированию (ƒ=540-720 для смесей типа А, Б и 420-600 для смесей типа В, Г, Д).

Опорная поверхность бруса последовательно производит уплотнение смесей передним 7 и задним 8 участками с интенсивностью, пропорциональной углам наклона α и β поверхности уплотняемого слоя.

Исследованиями [Хархута Н.Я. Машины для уплотнения грунтов. Теория, расчет и конструкция. 2-е изд., перераб. и доп. / Н.Я. Хархута. -Л.: Машиностроение, 1973. - 175 с.] установлено, что предел прочности уплотняемой среды возрастает с увеличением опорной площади уплотнителя, при этом увеличение его минимального поперечного размера способствует росту толщины уплотняемого слоя. В связи с этим ширина трамбующего бруса С в предлагаемом устройстве определяется цифрами 2-3, максимальными размерами зерна dmax уплотняемой смеси (для горячих мелкозернистых смесей типа А, Б, В dmax=20 мм).

Длина первого участка опорной поверхности составляет 55% от ширины бруса, на котором реализуется до 70% общей деформации слоя при 5-7 силовых воздействиях по одному следу опорной поверхности бруса [Кизряков А.Н., Кабанов В.В., Фруктов П.А. Исследование уплотняющих рабочих органов асфальтоукладчиков // Создание и совершенствование дорожных машин: Сб. Науч. Тр. / ВНИИСтройдормаш. - М., 1985. - Вып. 102. - С. 3-7], обеспечивая изменение плотности от ky=0,80 до ky=0,90. Длина второго участка составляет 45%, на котором реализуется до 30% деформации с изменением плотности от ky=0,90 до ky=0,98.

Углы наклона опорных участков определяются по зависимостям:

- для переднего участка

- для заднего участка

где hсл - толщина уплотняемого слоя, см; KЗi - коэффициенты запаса на уплотнение асфальтобетонного слоя, соответствующие i-м ky.

Скорость перемещения асфальтоукладчика определяется по формуле (м/мин):

где n=5-7 - число ударов трамбующего бруса по одному следу (меньшее значение для смесей типа А,Б, большее - для смесей типа В, Г, Д).

Использование новых элементов в устройстве для уплотнения асфальтобетонных смесей с однорядным трамбующим брусом с двумя равными по длине левой и правой частями, перемещающимися возвратно-поступательно в вертикальной плоскости в противофазах с рациональной частотой ƒ=540-720 для смесей типа А, Б и 420-600 для смесей типа В, Г, Д), соответствующей периоду релаксации напряжений в уплотняемой асфальтобетонной смеси, обеспечивающей минимальное сопротивление смеси деформированию, определение ширины бруса равной от 2-х до 3-х максимальных размеров зерна смеси, длины переднего С1=0,55С и заднего С2=0,45С участков опорной поверхности бруса и углов их наклона к поверхности уплотняемого слоя регулирующих интенсивность набора плотности смеси, обеспечивает: создание малоэлементного и -металлоемкого устройства, позволяет получить высокую плотность до ky=0,98 асфальтобетонной смеси, снизить энергоемкостью процесса уплотнения, увеличить скорость перемещения асфальтоукладчика до 8 м/мин и его производительность, а также уменьшить общую длительность процесса уплотнения.

Внедрение в практику строительства предлагаемого устройства позволяет увеличить объемы и темпы строительства асфальтобетонных дорожных покрытий и оснований и продлить строительный сезон в 1,5-2 раза для Северных территорий страны.

Устройство для уплотнения дорожно-строительных материалов, содержащее уплотняющий орган в виде бруса с приводом его вертикального перемещения, отличающееся тем, что уплотняющий орган выполнен в виде однорядного трамбующего бруса с двумя равными по длине левой L1 и правой L2 частями, составляющими общую длину бруса L=Ll+L2, перемещающимися вертикально в противофазах с частотой колебания ƒ=540-720 мин-1 для смесей типа А, Б и ƒ=420-600 мин-1 для смесей типа В, Г, Д, ширина бруса определяется из условия С=(2-3)dmax, где dmax максимальный размера зерна смеси, при этом его опорная поверхность включает два разных по ширине участка - передний С1=0,55С и задний С2=0,45С, наклоненные к горизонтальной поверхности уплотняемого слоя соответственно под углами

где hсл - толщина слоя, см;
КЗ0,8, КЗ0,9, КЗ0,98 - соответствующие коэффициенты запаса на уплотнение асфальтобетонного слоя, соответствующие ky=0,80, ky=0,90 и ky=0,98.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности к технологии уплотнения слоев дорожного покрытия из горячих асфальтобетонных смесей и других подобных битумоминеральных материалов.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте старых и строительстве новых дорог. .

Изобретение относится к области строительной техники для укладки бетона. .

Изобретение относится к дорожно-строительной технике. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для укладки бетонных смесей. .

Изобретение относится к устройствам для уплотнения смесей, например, различных композиций из порошковых материалов или асфальтобетонных смесей при осуществлении непрерывных процессов формования, уплотнения, и может быть применено в различных отраслях промышленности и строительстве для изготовления изделий.

Изобретение относится к области строительной индустрии и может быть использовано для высококачественной обработки незатвердевших бетонных поверхностей из жестких бетонных смесей, применяющихся для гражданского и промышленного строительства, а также при работе дорожных асфальтобетонных покрытий.

Изобретение относится к дополнительному устройству для отделочной машины, с помощью которой укладывают и уплотняют по меньшей мере один слой дорожного покрытия. .

Изобретение относится к строительству, к устройству грунтовых оснований, а именно к устройству искусственных оснований путем уплотнения естественных или насыпных грунтов трамбованием падающим молотом.

Изобретение относится к области ремонта подземных трубопроводов и может быть использовано для уплотнения грунта по бокам и под трубопроводом преимущественно большого диаметра при его ремонте с подкопом.

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам и предназначено для уплотнения грунтов в стесненных условиях, разрушения асфальто-бетонных и бетонных покрытий и т.

Изобретение относится к области дорожно-строительных машин. .

Трамбовка // 1799949

Изобретение относится к строительству , а именно к механизированным устройствам , предназначенным для уплотнения грунтов, и может быть использовано в качестве сменного оборудования, навешиваемого на базовой гидрофицировакной машине, для уплотнения грунтов в стесненных условиях .

Изобретение относится к гидропневматическим ударным устройствам и позволит повысить надежность и снизить металлоемкость. .

Изобретение относится к строительству , в частности к дорожно-строительной технике, предназначенной для поверхностного уплотнения грунтов в стесненных условиях . .

Изобретение предназначено для уплотнения асфальтобетонных смесей до высокой предварительной плотности и обеспечивает снижение общей энергоемкости процесса уплотнения. Уплотняющее устройство асфальтоукладчика содержит трамбующий брус и виброплиту, на переднем торце рамы перед трамбующим брусом размещена высокочастотная виброплита длиной L1=0,55L, где L - общая длина уплотняющего устройства, установленная под углом α к горизонтальной поверхности слоя смеси. Рабочая поверхность трамбующего бруса наклонена к поверхности уплотняемого слоя на заданный угол α, который определяет интенсивность и изменение плотности смеси от начала ее уплотнения КУ=0,80 до окончания КУ=0,90-0,92 и определяется по формуле где hсл. - толщина уплотняемого слоя, см; КЗ0,8, КЗ0,90-0,92 - соответственно коэффициенты запаса на уплотнение слоя от плотности КУ=0,8 до плотности КУ=0,90-0,92. Ширина трамбующего бруса С определяется из условия C=(2-3)dmax, где dmax - максимальный размера зерна уплотняемого слоя, а длина L2 низкочастотной плиты, расположенной за трамбующим брусом, определяется из условия 3 ил., 4 табл.
Наверх