Способ ремонта дорожного покрытия и дорожно-ремонтный агрегат
Изобретение относится к способам и устройствам для ремонта автомобильных дорог. Способ ремонта дорожного покрытия включает частичное снятие дорожного полотна в местах образования его дефектов путем фрезерования с помощью передвижного дорожно-ремонтного агрегата, сбор измельченных частиц дорожного полотна и заделку обработанных участков, при этом заделку обработанных участков производят предварительно изготовленными в заводских условиях ремонтными пломбами, которые доставляют охлажденными. При фрезеровании дорожного полотна образуют углубление, совпадающее по форме и размерам с предварительно изготовленной в заводских условиях ремонтной пломбой с зазором, не превышающим более чем на 2 миллиметра, диаметр пломбы. При температуре окружающей среды пломба расширяется и заполняет зазоры обработанного участка дороги. Дорожно-ремонтный агрегат включает навесное оборудование для фрезерования дорожного полотна с фрезерным устройством, средства для удаления и сбора измельченной массы в виде вакуумного отсоса с вакуумпроводом, отсек для транспортировки и подачи ремонтных пломб. Технический результат – повышение производительности и повышение качества ремонта. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 102 ил.
Группа изобретений относится к дорожному ремонту, в частности к способам ремонта автомобильных дорог с асфальтовым, асфальтобетонным, асфальто-битумным, цементно-бетонным и подобным покрытием, а также к машинам и агрегатам для ремонта дорожного полотна.
Из уровня техники известно устройство распознавания и контроля состояния дорожного полотна на базе самоходного автомобиля, включающее датчики распознавания, модуль формирования импульсного сигнала, плату сбора импульсных данных, карту сбора изображений, карту получения изображения, матрицы, промышленный компьютер на транспортном средстве, устройство отправки GPS-приемопередатчика, модуль обработки изображений дорожной среды (см. патент CN 204825605, Е01С 23/01, оп. в 2015 г.). Это устройство позволяет в автоматическом режиме отслеживать состояние дорожного полотна и фиксировать места, требующие ремонта.
Известна лента дорожная гидроизоляционная и раскрытый в этой полезной модели способ ремонта трещин в дорожном полотне с помощью такой ленты, заключающийся в укладке ленты на трещину и укатки ее катком (см. патент на полезную модель РФ №143147, Е01С 7/22, оп. в 2014 году). Известная битумная лента позволяет заделывать небольшие трещины и связывать концы сколов асфальта, но ее эксплуатационные возможности ограничены размером трещин, а срок службы совсем невелик. Такая технология ремонта носит временный сезонный характер.
Известен способ изготовления блоков дорожного покрытия и композиционный материал, из которого их изготавливают на основе асфальта с добавлением наполнителей, увеличивающих прочностные качества блоков и срок их службы (см. заявку на изобретение РФ №94035745, Е01С 5/22, оп. в 1996 году). Это техническое решение позволяет удешевлять стоимость дорожного полотна при увеличении прочности асфальта за счет использования вторичного сырья, типа старого снятого асфальта и пластиковых бутылок.
Известен резчик швов для асфальта, содержащий дисковую пилу с приводным двигателем, снабженный ходовыми колесами корпус с жестко прикрепленной к нему стойкой с рукоятками и шарнирно установленную на нем поворотную платформу, соединенную через снабженную ручным винтовым механизмом перемещения тягу со стойкой (см. патент на изобретение РФ №2163652, Е01С 23/09, оп. в 2001 г.). Это техническое решение представляет собой ручное (несамоходное и неавтоматическое) средство для обработки асфальта при его ремонте с дисковой пилой.
Известны способ регенерации ям в асфальтовом покрытии, сплошного омолаживания его при критическом состоянии и мобильное устройство для его осуществления (см. патент на изобретение РФ №2617821, Е01С 7/06, оп. в 2017 году). Такая технология подразумевает частичное снятие старого асфальта в зоне образования ям на дорожном полотне, его перемешивание с нагретой и подготовленной асфальто-битумной смесью, дальнейшее нагревание до 180-200°С с последующей укладкой на дорожное полотно и укатыванием уложенной смеси. Эта технология является разновидностью «ямочного ремонта».
Известен автомобиль технического обслуживания дорожного полотна, содержащий генератор для обслуживания ремонтных работ, резервуары для смолы и битумной смеси и средства для их подачи в зону ремонта дорожного полотна (см. патент CN 205259043, Е01С 19/45, оп. в 2015 году). Такой агрегат предназначен только для мелкого ремонта асфальтового покрытия дороги - заделки трещин смолой и битумной смесью.
Наиболее близким техническим решением к заявленной группе изобретений являются автомобиль и система восстановления дорожного полотна, а также реализованный в патенте способ ремонта асфальтового покрытия (см. патент CN 205100077, Е01С 23/088, оп. в 2015 году). Эта группа изобретений направлена на автоматизацию дорожно-ремонтных работ с фрезерованием старого асфальта и укладкой нового асфальтового покрытия. При этом на автомобиле установлен поворотный кран с фрезерным барабаном на свободном конце и средства для подачи нового асфальта.
Техническая проблема подобного ремонта дорожного покрытия заключается в том, что существующий в настоящее время так называемый «ямочный ремонт» не может обеспечить должного качества поставленных на дорожном покрытии «заплаток», которые в скором времени начинают крошиться и увеличивать количество дефектов недавно отремонтированной дороги. Это связано с разными факторами, важнейшими из них являются низкие прочностные характеристики «заплаток», отсутствие всепогодной технологии и недостаточное качество фрезерования дорожного полотна под установку «заплаток». При этом замена всего дорожного покрытия может решить проблему повышения его качества, но приводит к значительному увеличению расхода материалов, времени и средств на ремонт дорог.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи: повышения скорости «ямочного» ремонта дорожного полотна, повышения универсальности самоходного и прицепного дорожно-ремонтного агрегата, увеличения его производительности при повышении качества и надежности, а также улучшения эксплуатационных характеристик отремонтированного дорожного покрытия, увеличения срока его эксплуатации.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе ремонта дорожного покрытия, включающем частичное снятие дорожного полотна в местах образования его дефектов путем фрезерования с помощью передвижного дорожно-ремонтного агрегата, сбор измельченных частиц дорожного полотна и заделку обработанных участков, заделку обработанных участков производят предварительно изготовленными в заводских условиях ремонтными пломбами, а при фрезеровании дорожного полотна образуют углубление, совпадающее по форме и размерам с предварительно изготовленной ремонтной пломбой с зазором, не превышающим более, чем на 2 миллиметра, диаметр пломбы. Предварительно осуществляют дефектоскопию состояния автомобильных дорог, например, ультразвуковую и лазерную, и формируют техническое задание на изготовление требуемого количества ремонтных пломб определенной формы и размера. Ремонтные пломбы доставляют к месту обработки дорожного полотна охлажденными. Ремонтные пломбы доставляют к месту обработки дорожного полотна в отсеке дорожно-ремонтного агрегата. Ремонтные пломбы изготавливают с повышенными прочностными характеристиками относительно дорожного полотна, для ремонта которого они предназначены. Удаляют измельченную массу снятого дорожного покрытия с помощью вакуумного отсоса. В зону установки ремонтной пломбы подают битумную смесь. Установленную ремонтную пломбу подвергают виброуплотнению.
А также тем, что в дорожно-ремонтном агрегате, включающем навесное оборудование для фрезерования дорожного полотна с фрезерным устройством, средства для удаления и сбора измельченной массы, бункер для ремонтной смеси, бункер для ремонтной смеси выполнен в виде отсека для транспортировки и подачи ремонтных пломб, а средства для удаления и сбора измельченной массы выполнены в виде вакуумного отсоса с вакуумпроводом, при этом агрегат выполнен либо самоходным, либо прицепным, и снабжен средствами подачи и установки ремонтной пломбы в зону фрезерования дорожного полотна. Агрегат снабжен телескопическим манипулятором с захватом для подачи ремонтных пломб к обработанному участку дорожного полотна, а отсек для транспортировки и подачи ремонтных пломб снабжен дополнительным внутренним телескопическим манипулятором. Навесное оборудование для фрезерования дорожного полотна снабжено расположенной позади агрегата кареткой вертикального и горизонтального перемещения с установленным на ней фрезерным устройством. Фрезерное устройство выполнено в виде фрезерной головки с вакуумпроводом и цилиндрической фрезой. Фрезерное устройство выполнено в виде поворотной фрезерной головки с вакуумпроводом и набора поворотных фрезерных щитов, установленных в задней зоне агрегата. Фрезерное устройство выполнено в виде поворотной фрезерной головки с зажимным патроном и набора поворотных инструментов, установленных в задней зоне агрегата, включающих дисковую фрезу, цилиндрическую фрезу, вакуумный отсос и виброуплотняющую площадку. Фрезерное устройство выполнено в виде поворотного универсального головного механизма с закрепленными на нем дисковой фрезой, цилиндрической фрезой, вакуумным отсосом и виброуплотнительной площадкой. Фрезерное устройство выполнено в виде поворотного универсального головного механизма с закрепленными на нем поворотным диском для резки, цилиндрической фрезой, поворотным набором фрез с твердосплавными зубьями, вакуумным отсосом и виброуплотнительной площадкой. Агрегат снабжен генератором с элементами подачи электропитания к навесному оборудованию. Агрегат снабжен кабиной управления навесным оборудованием, расположенной в его задней части.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, первый вариант фрезерного устройства (с фрезерной головкой), в изометрии. На фиг. 2 - то же, в рабочем положении. На фиг. 3 - то же, вид справа. На фиг. 4 - то же, вид на фрезу в поднятом состоянии. На фиг. 5 - то же, вид на фрезу в нижнем положении. На фиг. 6 - то же, вид на фрезу во время работы. На фиг. 7 - то же, вид на фрезу в поднятом состоянии справа. На фиг. 8 - то же, фреза в рабочем положении. На фиг. 9 - то же, фреза с обработанным участком дорожного полотна. На фиг. 10 - то же, с выдвинутым манипулятором. На фиг. 11 - то же, перед захватом ремонтной пломбы манипулятором. На фиг. 12 - то же, с пломбой, поднятой манипулятором. На фиг. 13 - то же. с пломбой, перемещенной к обработанному участку дорожного полотна. На фиг. 14 - то же, в момент опускания пломбы. На фиг. 15 - то же, ремонтная пломба установлена внутрь обработанного участка. На фиг. 16 - то же, вид с правой стороны. На фиг. 17 - то же, с поднятыми крышками кузова. На фиг. 18 - то же, набор ремонтных пломб в кузове агрегата. На фиг. 19 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, второй вариант фрезерного устройства (с фрезерной головкой), в изометрии. На фиг. 20 - то же, с выдвинутыми аутригерами. На фиг. 21 - то же, вид с правой стороны. На фиг. 22 - то же, вид на фрезерную головку. На фиг. 23 - то же, в момент опускания фрезерного щита. На фиг. 24 - то же, фрезерная головка с установленным на ней фрезерным щитом. На фиг. 25 - то же, поворот фрезерной головки. На фиг. 26 - то же, вид справа. На фиг. 27 - то же, вид слева. На фиг. 28 - то же, с выдвинутой кареткой горизонтального перемещения. На фиг. 29 - то же, фрезерный щит в рабочем положении. На фиг. 30 - то же, во время фрезерования дорожного полотна. На фиг. 31 - то же, фрезерный щит поднят, выдвинут манипулятор с захватом. На фиг. 32 - то же, с выдвинутой пломбой. На фиг. 33 - то же, захват ремонтной пломбы манипулятором. На фиг. 34 - то же, перемещение пломбы в зону обработанного участка дорожного полотна. На фиг. 35 - установка ремонтной пломбы в обработанный участок дорожного полотна. На фиг. 36 - то же, вид справа. На фиг. 37 - то же, кузов агрегата с поднятыми крышками. На фиг. 38 - то же, набор ремонтных пломб в кузове. На фиг. 39 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, третий вариант фрезерного устройства (с фрезерной головкой), в изометрии. На фиг. 40 - то же, с выдвинутыми аутригерами. На фиг. 41 - то же, вид справа. На фиг. 42 - то же, фрезерная головка. На фиг. 43 - то же, фрезерная головка с дисковой фрезой. На фиг. 44 - то же, во время «чернового» фрезерования дорожного полотна. На фиг. 45 - то же, установка цилиндрической фрезы в фрезерную головку. На фиг. 46 - то же, чистовая обработка лунки в дорожном полотне. На фиг. 47 - то же, с вакуумным отсосом. На фиг. 48 - то же, перед сдвиганием емкости с битумной смесью. На фиг. 49 - то же, установка емкости с битумной смесью над обработанным участком дорожного полотна. На фиг. 50 - то же, сдвигание манипулятора. На фиг. 51 - то же, подача ремонтной пломбы к обработанному участку с помощью манипулятора. На фиг. 52 - то же, установка пломбы. На фиг. 53 - то же, вид справа. На фиг. 54 - то же, виброуплотнение установленной пломбы. На фиг. 55 - то же, кузов агрегата с поднятыми крышками. На фиг. 56 - то же, набор пломб в кузове. На фиг. 57 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, четвертый вариант фрезерного устройства (с универсальным головным механизмом), в изометрии. На фиг. 58 - то же, с выдвинутыми аутригерами. На фиг. 59 - то же, вид справа. На фиг. 60 - то же, универсальная головка с набором фрез. На фиг. 61 - то же, во время «чернового» фрезерования дорожного полотна. На фиг. 62 - то же, чистовая обработка лунки в дорожном полотне. На фиг. 63 - то же, с вакуумным отсосом. На фиг. 64 - то же, виброуплотнение установленной ремонтной пломбы. На фиг. 65 - то же, вид справа. На фиг. 66 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат с пятым вариантом фрезерного устройства (с универсальным головным механизмом), в изометрии. На фиг. 67 - то же, вид справа. На фиг. 68 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат с шестым вариантом фрезерного устройства (с универсальным головным механизмом), в изометрии. На фиг. 69 - то же, вид справа. На фиг. 70 - то же, фреза за обработанным участком. На фиг. 71 - то же, подача смеси к обработанному участку. На фиг. 72 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, седьмой вариант фрезерного устройства (с универсальным головным механизмом), в изометрии. На фиг. 73 - то же, с выдвинутыми аутригерами. На фиг. 74 - то же, вид справа. На фиг. 75 - то же, вид на универсальный головной механизм. На фиг. 76 - то же, обработка дорожного полотна дисковой фрезой. На фиг. 77 - то же, обработка дорожного полотна наборной фрезой. На фиг. 78 - то же, обработка дорожного полотна цилиндрической фрезой. На фиг. 79 - то же, виброуплотнение обработанного участка дорожного полотна. На фиг. 80 -то же, вид справа. На фиг. 81 - то же, выдвигание всасывающего патрубка. На фиг. 82 - то же, работа вакуумного отсоса. На фиг. 83 - то же, подача асфальтобетонной смеси к обработанному участку. На фиг. 84 изображен общий вид самоходного дорожно-ремонтного агрегата в транспортном положении, восьмой вариант фрезерного устройства (с фрезерной головкой), в изометрии. На фиг. 85 - то же, с выдвинутыми аутригерами. На фиг. 86 - то же, вид справа. На фиг. 87 - то же, фрезерная головка. На фиг. 88 - то же, подача фрезерного щита к фрезерной головке. На фиг. 89 - то же, фрезерование дорожного полотна. На фиг. 90 - то же, вид слева. На фиг. 91 - то же, подача смеси к обработанному участку дорожного полотна. На фиг. 92 - изображен прицепной дорожно-ремонтный агрегат, вид слева. На фиг. 93 - то же, вид справа. На фиг. 94 -то же, вид на кабину управления. На фиг. 95 - то же, обработка дорожного полотна дисковой фрезой. На фиг. 96 - то же, обработка дорожного полотна наборной фрезой. На фиг. 97 - то же, обработка дорожного полотна цилиндрической фрезой. На фиг. 98 - то же, работа всасывающего патрубка. На фиг. 99 - то же, подача ремонтной пломбы. На фиг. 100 - установка ремонтной пломбы. На фиг. 101 изображен автомобиль сервисной службы. На фиг. 102 изображена фрезерная головка с фрезерным щитом в рабочем положении, в сечении.
Дорожно-ремонтный агрегат может быть выполнен двух видов: самоходный представлен на фиг. 1 - 91, а прицепной изображен на фиг. 92 - 100. Самоходный дорожно-ремонтный агрегат выполнен на базе грузового автомобиля 1, кузов которого оборудован выдвижными опорами - аутригерами 2. В задней зоне кузова размещено навесное оборудование, включающее разные средства для обработки дорожного покрытия. На фиг. 1-18 изображен самоходный дорожный агрегат с первым вариантом фрезерного устройства. Навесное оборудование 3 размещено на выдвижной вертикальной раме 4, закрепленной на продольных направляющих 5. Продольные направляющие 5 размещены вдоль верхней части кузова дорожного агрегата с возможностью перемещения в попарно установленных роликах 6. На раме 4 размещена каретка 7 вертикального перемещения вдоль винтов 8 с помощью кабелеукладчика 9 и привода 10. На каретке 7 установлена каретка 11 горизонтального перемещения вдоль винтов 12 с помощью привода 13. Головной механизм - фрезерная головка 14 вертикально закреплена на каретке 11. Внутренняя полость фрезерной головки 14 связана с вакуумпроводом 15 посредством гибкого гофрированного шланга 16 и трубы 17. Фрезерная головка 14 снабжена цилиндрической фрезой 18 и фартуком 19 всасывающего патрубка, связанного с внутренней полостью фрезерной головки 14.
Кузов автомобиля 1 разделен на две части: отсек 22 для снятого дорожного покрытия, связанный вакуумпроводом 15 с всасывающим патрубком фрезерной головки 14, и отсек 23 для ремонтных пломб 24. На вертикальной раме 4 размещен телескопический манипулятор 25 с захватом 26 ремонтных пломб 24, подаваемых выдвижным лотком 27 в зону работы манипулятора 25. Манипулятор 25 установлен на каретке 28 с приводом 29 относительно винта 30, снабженной поворотным устройством 31. Отсек 23 для ремонтных пломб 24 снабжен выдвижным лотком 27, расположенным в нижней задней зоне отсека 23, внутренним манипулятором 33, запасом 34 ремонтных пломб 24 разного размера и формы и расположенными сверху откидными крышками 35.
На фиг. 19-38 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат со вторым вариантом фрезерного устройства. Навесное оборудование 3 этого агрегата, также, как и предыдущего, размещено на выдвижной вертикальной раме 4, закрепленной на продольных направляющих 5. Продольные направляющие 5 размещены вдоль верхней части кузова дорожного агрегата с возможностью перемещения в попарно установленных роликах 6. На раме 4 размещена каретка 7 вертикального перемещения вдоль винтов 8 с помощью кабелеукладчика 9 и привода 10. На каретке 7 установлена каретка 38 горизонтального перемещения головного механизма - фрезерной головки 39 вдоль винта 40 с помощью привода 41. Фрезерная головка 39 снабжена приводом 42 поворота и воздуховодом, выполненным в виде улитки 43, закрепленной выходным патрубком 44 в специальном отверстии ленты 45, предназначенной для перемещения улитки 43 вдоль вакуумного канала 46 относительно роликов 47. На фиг. 102 схематично показано движение измельченной массы старого покрытия (стружки и крошки) внутри телескопической направляющей 49, который сообщается посредством трубопровода 51 с внутренней полостью улитки 43. Фрезерная головка 39 имеет корпус 52, в котором расположена телескопическая направляющая 49 с возможностью продольного перемещения. На валу 53 фрезерной головки 39 установлен гидромотор 54 с зазором относительно внутренних стенок корпуса 52, обеспечивающим прохождение измельченной массы снятого дорожного покрытия.
На раме 4 установлен набор фрезерных щитов 56, расположенных в концевых зонах поворотных кронштейнов 57, связанных с держателями 58 посредством поворотной оси 59, снабженной приводом 60 поворота. В транспортном положении фрезерная головка 39 расположена горизонтально, а все фрезерные щиты 56 подняты вверх.
Телескопический манипулятор 25, изображенный на фиг. 31-36, также как и в предыдущем варианте, размещен на вертикальной раме 4 и снабжен захватом 26 ремонтных пломб 24, подаваемых выдвижным лотком 27 в зону работы манипулятора 25. Манипулятор 25 установлен на каретке 28 с приводом 29 относительно винта 30, снабженной поворотным устройством 31. Отсек 23 для ремонтных пломб 24 снабжен выдвижным лотком 27, расположенным в нижней задней зоне отсека 23, внутренним манипулятором 33, запасом 34 ремонтных пломб 24 разного размера и расположенными сверху откидными крышками 35.
На фиг. 39 - 56 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат с третьим вариантом фрезерного устройства и имеет видоизмененную конструкцию кузова. В нем добавлена еще одна зона - отсек 63 для битумной смеси, либо цементной смеси, либо другой смеси, выполняющей роль связующего вещества. Отсек 63 связан посредством шнекового насоса 64, имеющего воронку 65 на выходном конце, с емкостью 66 для подачи битумной смеси к обработанному участку асфальта дорожного полотна. Емкость 66 снабжена шиберной заслонкой 67 на выходном конце и установлена на раме 4 посредством поперечных направляющих 68 с приводом 69. На раме 4 сверху над навесным оборудованием 3 может быть установлен защитный кожух 70.
Головной механизм - фрезерная головка 73 расположена на каретке 74 горизонтального перемещения вдоль винта 75 посредством привода 76. Каретка 74 установлена на каретке 77 вертикального перемещения вдоль винтов 78 с приводом 79. Головка 73 снабжена поворотным механизмом 80 и зажимным патроном 81. В верхней части рамы 4 расположены кронштейны 82, в гнездах 83 которых хвостовиками 84 вниз размещены: дисковая фреза 85, цилиндрическая фреза 86, виброуплотнительная площадка 87 с вибратором 88 и вакуумный отсос 89 с гофрированным шлангом 90. Гофрированный шланг 90 посредством вакуумопровода 15 связан с отсеком 22 для снятого дорожного покрытия. Рама 92 телескопического манипулятора 93 установлена на раме 4 посредством поворотного устройства с приводом 94. Манипулятор 93 оснащен захватом 95. Изображенный на фиг. 55 и 56 отсек 23 содержит внутренний манипулятор 33, запас 34 ремонтных пломб 24 разного размера и формы и расположенные сверху откидные крышки 35.
Самоходный дорожно-ремонтный агрегат с четвертым вариантом фрезерного устройства изображен на фиг. 57 - 65, фрезерное устройство которого размещено на раме 4. Каретка 7 вертикального перемещения вдоль винтов 8 с помощью кабелеукладчика 9 и привода 10, также, как и во втором варианте, изображенном на фиг. 22, 23. На каретке 7 установлена каретка 38 горизонтального перемещения универсального головного механизма 98 вдоль винта 40 с помощью привода 41. Головной механизм 98 снабжен приводом 99 поворота и воздуховодом, выполненным в виде улитки 43, закрепленной выходным патрубком 44 в специальном отверстии ленты 45, предназначенной для перемещения улитки 43 вдоль вакуумного канала 46 относительно роликов 47. Однако, в отличие от второго варианта, на универсальном головном механизме 98 размещены дисковая фреза 100 с приводом поворота 101, цилиндрическая фреза 102, вакуумный отсос 103 и виброуплотнительная площадка 104.
На фиг. 66 и 67 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат с пятым вариантом фрезерного устройства - с универсальным головным механизмом 107. Механизм 107 снабжен приводом 108 поворота и воздуховодом, выполненным в виде улитки 43, закрепленной выходным патрубком 44 в специальном отверстии ленты 45, предназначенной для перемещения улитки 43 вдоль вакуумного канала 46 относительно роликов 47. Но, в отличие от четвертого варианта, на универсальном головном механизме 107 размещены диск 109 для резки с приводом ПО поворота, цилиндрическая фреза 111, набор 112 фрез с твердосплавными зубьями с приводом 113 поворота, вакуумный отсос 114 и виброуплотнительная площадка 115. На фиг. 68-71 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат с шестым вариантом фрезерного устройства - универсальным головным механизмом 117 с приводом 118 поворота. Его отличие от пятого варианта в том, что для резки асфальта предназначена поворотная дисковая фреза 100 с приводом 101 поворота. При этом на механизме 117 размещены цилиндрическая фреза 111, набор 112 фрез с твердосплавными зубьями с приводом 113 поворота, вакуумный отсос 114 и виброуплотнительная площадка 115. При этом кузов самоходного дорожно-ремонтного агрегата может быть снабжен дополнительным отсеком 120 для ремонтной смеси и выдвижным ленточным конвейером 121 для подачи ремонтной смеси к обработанному участку дорожного полотна.
Изображенный на фиг. 72-83 седьмой вариант самоходного дорожно-ремонтного агрегата с универсальным головным механизмом 124 имеет генератор 125 и расположенные продольно в нижней части кузова выдвижные направляющие 126 относительно нижней рамы 127, выполненной в виде канала для электрических кабелей и оснащенной парными роликами 128. На направляющих 126 закреплены медные ламели 129, а на раме 127 установлены токосъемники 130. В задней торцевой части направляющих 126 размещена каретка 131 вертикального перемещения с приводом 132. На каретке 131 установлена каретка 133 горизонтального перемещения относительно винта 134 с приводом 135. Универсальный головной механизм 124 размещен на каретке 133 и оснащен приводом 136 поворота. На механизме 124 установлены фреза 137 дисковая с приводом 138 поворота, наборная фреза 139, цилиндрическая фреза 140 и виброуплотнительная площадка 141. Также в задней торцевой части направляющих 126 установлен манипулятор 143 с кареткой 144, размещенной на обратной стороне каретки 131. В нижней зоне направляющих 126 с обратной стороны каретки 131 размещен поворотный патрубок 145 вакуумного отсоса 146, связанного с поперечно расположенным вакуумным каналом 147, относительно которого установлена движущаяся лента 148 с приводом 149. Лента 148 связана с вакуумным отсосом 146 с помощью специального отверстия, в котором закреплен выходной патрубок 150. Вакуумный канал 147 посредством трубы 151 связан с продольно расположенным в нижней зоне кузова вакуумпроводом 152, предназначенным для подачи снятого дорожного покрытия в отсек 22. Кроме того, при необходимости кузов самоходного дорожно-ремонтного агрегата может быть снабжен отсеком 153 ремонтной смеси, например, асфальтобетонной, или асфальто-битумной смеси, или цементной и выдвижным ленточным конвейером 154 для ее подачи к обработанному участку дорожного полотна.
На фиг. 84-91 изображен самоходный дорожно-ремонтный агрегат, оснащенный восьмым вариантом фрезерного устройства - фрезерной головкой 157 и генератором 125. В нижней части кузова продольно расположены выдвижные направляющие 126 относительно нижней рамы 127, выполненной в виде канала для электрических кабелей и оснащенной парными роликами 128. На направляющих 126 закреплены медные ламели 129, а на раме 127 установлены токосъемники 130. В задней торцевой части направляющих 126 размещена каретка 131 вертикального перемещения с приводом 132. На каретке 131 установлена каретка 133 горизонтального перемещения относительно винта 134 с приводом 135. Фрезерная головка 157 размещена на каретке 133 и оснащена приводом 136 поворота. На задней раме 158 установлена каретка 159 с возможностью вертикального перемещения с помощью привода 160. На каретке 159 размещен набор фрезерных щитов 161, расположенных в концевых зонах поворотных держателей 162, расположенных на оси 163.
Фрезерная головка 157 снабжена гофрированным вакуумным шлангом 164, одним концом, связанным с внутренней полостью головки 157, а другим концом - с трубой 165 вакуумпровода 166. Кроме того, при необходимости кузов самоходного дорожно-ремонтного агрегата может быть снабжен отсеком 153 ремонтной смеси, например, асфальтобетонной, или асфальто-битумной, или цементной смеси и выдвижным ленточным конвейером 154 для подачи этой смеси к обработанному участку дорожного полотна.
Изображенный на фиг. 92-100 прицепной дорожно-ремонтный агрегат имеет кабину 169 управления навесным оборудованием, расположенную в торцевой зоне отсека 170 для ремонтных пломб 24. На расположенных в верхней зоне кузова выдвижных направляющих 171 с парными роликами 172 установлена поворотная рама 173 с приводом поворота в виде гидромотора 174 и фиксатором 175. Кабина 169 установлена на вертикальных направляющих 176 с приводом 177. На поворотной раме 173 размещена каретка 178 вертикального перемещения с приводом 179 и винтом 180, каретка 181 горизонтального перемещения с приводом 182. На каретке 181 размещен универсальный головной механизм 183 с приводом 184 поворота. Механизм 183 оснащен дисковой фрезой 185 с приводом 186 поворота, цилиндрической фрезой 187, наборной фрезой 188 и виброуплотнительной площадкой 189. Рядом с кабиной 169 в ее нижней зоне расположен вакуумпровод 190 с выдвижным механизмом вакуумного отсоса 191. Выдвижной механизм вакуумного отсоса 191 имеет линейный привод 192 с выдвижной трубой 193, связанной двухзвенной складной трубой, состоящей из первого звена 194 и второго звена 195 с приводами 196 и 197 соответственно. Конец второго звена 195 в свою очередь связан с выдвижным патрубком 198 отсоса 191 с линейным приводом 199. В верхней зоне кабины 169 расположены выдвижные направляющие 201 телескопического манипулятора 202 с поворотным вакуумным захватом 203.
На фиг. 101 изображен автомобиль 205 сервисной службы, предназначенный для диагностики состояния дорожного полотна. Он оснащен датчиками 206 ультразвуковой дефектоскопии, датчиками 207 лазерной дефектоскопии, связанными с электронной системой учета, диагностики и составления программ ремонта дорог (на рисунке не показано).
Способ ремонта дорожного покрытия - дорожного полотна («ямочный ремонт») заключается в следующем. Сервисная служба с помощью автомобиля 205, оснащенного датчиками 206 ультразвуковой дефектоскопии и датчиками 207 лазерной дефектоскопии, постоянно контролирует состояние автомобильных дорог. Информация о дефектах дорожного полотна поступает в электронную систему учета и диагностики, где она классифицируется и группируется для составления программ ремонта дорог. Эти программы передаются в цех изготовления дорожных ремонтных пломб 24 и в службу ремонта дорог. В каждой программе содержится техническое задание на изготовление требуемого количества ремонтных пломб 24 определенной формы и размера, которые зависят от каждого выявленного дефекта полотна. Пломбы 24, отличающиеся высоким качеством и повышенными прочностными характеристиками, изготавливают в заводских условиях из асфальто-бетонной, асфальто-битумной, цементно-бетонной смеси и других смесей (в зависимости от ремонтируемого дорожного полотна) с добавлением веществ, повышающих эксплуатационные характеристики смеси, например, пластификаторов, полимерной крошки и других веществ.
Готовые ремонтные пломбы 24 укладывают в отсек 23 самоходного или прицепного дорожно-ремонтного агрегата в порядке очередности ремонта дорожного полотна, заданного программой. В отсеке 23 поддерживают температуру 3-5°С, что обеспечивает упрощение и ускорение укладывания пломб 24 внутрь обработанного участка дорожного полотна, т.к. при охлаждении эти материалы имеют свойство сжиматься и слегка уменьшаться в размерах. Ремонтные пломбы 24 могут быть помечены маркерами для того, чтобы их легче было найти в отсеке 23. Самоходный дорожно-ремонтный агрегат с пятикоординатной фрезерной машиной выезжает на ремонт дорог в соответствии с заранее разработанной программой и с набором ремонтных пломб 24 в отсеке 23. Поскольку головной механизм агрегата расположен сзади (см. фиг. 1-18), агрегат останавливают кабиной впереди дефектов дорожного полотна, требующих ремонта, и выставляют на выдвижные опоры - аутригеры 2. Головной механизм - фрезерную головку 14, вертикально закрепленную на каретке 11, выдвигают назад относительно кузова агрегата вдоль направляющих 5 до дефектов дорожного полотна. Фрезерная головка 14, снабженная цилиндрической фрезой 18 и фартуком 19 всасывающего патрубка, связанного с внутренней полостью фрезерной головки 14, предназначена для фрезерования дорожного полотна в зоне его дефекта. Поскольку процесс фрезерования управляется с помощью системы управления (на рисунке не показано), находящейся в кабине агрегата, с пультом оператора, фреза 18 обрабатывает участок дороги, предназначенный для дальнейшей установки ремонтной пломбы 24, с высокой точностью размеров. Т.к. форма фрезеруемого участка определена заранее при обработке информации, полученной с помощью датчика 206 ультразвуковой дефектоскопии и датчиков 207 лазерной дефектоскопии, то форма и размеры изготовленной заранее в заводских условиях ремонтной пломбы 24, предназначенной для этого участка, совпадают полностью. С учетом того, что пломбу 24 подают к обработанному участку охлажденной до 3-5°С (длительное охлаждение пломбы 24 обеспечивает уменьшение ее размеров за счет «сжимания» материала), то участок дорожного полотна под пломбу 24 фрезеруют с высокой точностью - с зазором относительно диаметра пломбы 24 не превышающим 2 миллиметров. Во время фрезерования измельченная масса дорожного полотна - стружка (крошка) отсасывается через всасывающий патрубок 19, связанный с внутренней полостью фрезерной головки 14, гибкий гофрированный шланг 16 и вакуумпровод 15 в отсек 22 для снятого дорожного покрытия. Снятое дорожное покрытие можно направлять на переработку или на изготовление ремонтных пломб 24.
Затем раму 4 с размещенным на ней оборудованием по направляющим 5 сдвигают назад, освобождая доступ к обработанному участку дорожного полотна. В это время с помощью внутреннего манипулятора 33 отсека 23 на выдвижной лоток 27 укладывают ремонтную пломбу 24 и подают ее в зону действия телескопического манипулятора 25. Тот с помощью захвата 26 подает пломбу 24 к обработанному участку дорожного полотна (например, как изображено на фиг. 14). Охлажденная пломба 24, нагреваясь при температуре окружающей среды, расширяется и заполняет все зазоры обработанного участка дороги, оставшиеся после фрезерования. В силу заводского изготовления ремонтная пломба 24 отличается более высокими качествами и прочностью, чем старое дорожное полотно, а процессы адгезии, происходящие в зоне заполнения обработанного участка при его взаимодействии с пломбой 24, позволяют настолько прочно связать края пломбы 24 со остальным дорожным покрытием, что исключается дальнейшее его крошение в зоне ремонта при эксплуатации дороги, этим значительно увеличивая срок ее службы без кардинальной переделки дорожного полотна.
Головной механизм самоходного дорожно-ремонтного агрегата может работать с набором фрезерных щитов 56 (см. фиг. 19-38), выбор размеров которых зависит от заданной программы на размеры участков под обработку дефектов дорожного полотна. С помощью привода 60 поворота выбранный фрезерный щит 56 опускают вниз, а фрезерную головку 39 перемещают вбок с помощью привода 41 горизонтального перемещения вдоль винта 40 до соприкосновения со щитом 56 и закрепляют его на оси головки 39. Затем поворачивают головку 39 щитом 56 вниз с помощью привода 42. Работа фрезерного щита 56 показана на фиг. 102. Обработка дорожного полотна с помощью щита 56 занимает меньше времени, чем с помощью фрезы 18, и позволяет ускорить процесс ремонта дороги. Снятая с дороги измельченная масса - стружка и крошка через внутреннюю полость телескопической направляющей 49, трубопровод 51, улитку 43 попадают в вакуумный канал 46, а затем через трубу 17 и вакуумпровод 15 в отсек 22 для снятого дорожного полотна. Установку пломбы 24 на место обработанного участка дорожного полотна выполняют вышеописанным способом.
Более сложное навесное оборудование самоходного дорожно-ремонтного агрегата - «магазин инструментов», представленное на фиг. 39 - 56, позволяет несколько повысить качество «ямочного ремонта». Дисковой фрезой 85 и цилиндрической фрезой 86, по очереди устанавливаемых в зажимном патроне 81 фрезерной головки 73, обрабатывают дорожное полотно в зоне выявленных дефектов. Затем вакуумным отсосом 89, закрепляемом в том же зажимном патроне 81, удаляют снятые стружку и крошку дорожного полотна. В зону обработанного участка можно при необходимости подавать либо битумную, либо цементную смесь (в зависимости от вида ремонтируемого дорожного полотна) из отсека 63 для повышения сцепления пломбы 24 и дорожного покрытия в зоне контакта, а затем устанавливают ремонтную пломбу 24. Виброуплотняющей площадкой 87 плотно утрамбовывают пломбу 24 в зоне обработанного участка дорожного полотна. Использование такого дополнительного оборудования позволяет предъявлять менее жесткие требования к качеству обработки дорожного полотна, устанавливать неохлажденные пломбы 24 и улучшает адгезию пломбы 24 со старым покрытием дороги.
Изображенный на фиг. 57-65 универсальный головной механизм 98, на котором размещены четыре основных инструмента - дисковая фреза 100 с приводом поворота 101, цилиндрическая фреза 102, вакуумный отсос 103 и виброуплотнительная площадка 104, позволяет проводить все операции, связанные с обработкой дорожного полотна и утрамбовкой пломбы 24, поворотом механизма 98. Только подачу пломбы 24 к месту ее установки в обработанный участок осуществляют по аналогии с вышеописанными устройствами. Универсальный головной механизм 107 (фиг. 66-67), имеющий пять основных инструментов - диск 109 для резки с приводом ПО поворота, цилиндрическая фрезу 111, набор 112 фрез с твердосплавными зубьями с приводом 113 поворота, вакуумный отсос 114 и виброуплотнительную площадку 115, а также универсальный головной механизм 117 (фиг. 68-69), имеющий пять основных инструментов -дисковую фрезу 100, цилиндрическую фрезу 111, набор 112 фрез с твердосплавными зубьями с приводом 113 поворота, вакуумный отсос 114 и виброуплотнительную площадку 115, имеют возможность разнообразить процесс фрезерования дорожного полотна в зависимости от его состояния, плотности, размера дефектов. Причем в случае необходимости подачи асфальто-битумной, либо асфальто-бетонной, либо цементно-бетонной и подобной смеси в зону обработки дорожного полотна предусмотрено наличие дополнительного отсека 120 ремонтной смеси с выдвижным ленточным конвейером 121 для подачи ремонтной смеси к обработанному участку дорожного полотна (фиг. 70-71), либо с выдвижным ленточным конвейером 154 для подачи ремонтной смеси к обработанному участку дорожного полотна (фиг. 83 и 91). Возможность работы самоходного дорожно-ремонтного агрегата от автономного генератора предусмотрена на фиг. 72-82, а также на фиг. 84-90.
Прицепной дорожно-ремонтный агрегат (см. фиг. 92-100) отличается наличием кабины 169 управления навесным оборудованием, расположенной в торцевой зоне отсека 170. Кабина 169 установлена на вертикальных направляющих 176 с приводом 177 с возможностью вертикального перемещения. Размещенный на каретке 181 универсальный головной механизм 183 с приводом 184 поворота, оснащенный дисковой фрезой 185, цилиндрической фрезой 187, наборной фрезой 188 и виброуплотнительной площадкой 189, и выдвижной патрубок 198 обеспечивают полную очистку зоны дорожного полотна с дефектами под установку пломбы 24. Использование прицепного варианта дорожно-ремонтного агрегата с задним расположением кабины 169 управления позволяет улучшить обзор зоны ремонта дороги.
Таким образом, вышеописанный способ ремонта дорожного покрытия позволяет оперативно устранять дефекты, возникающие на дороге под действием погодных условий, условий эксплуатации, а также недостатков дорожных служб. Ремонтные пломбы 24 легко изготавливаются в условиях как единичного, так и серийного производства с использованием современной элементной базы, новейших конструкторских материалов. Это дает возможность приготовить для ремонта не только прочные, качественные «заплатки», но и получить, а затем и поддерживать отремонтированную дорогу с высокими эксплуатационными характеристиками.
Такой ремонт можно проводить в любое время суток, в любое время года в любых климатических условиях. Известные характеристики ремонтируемого дорожного полотна позволяют вносить коррективы в состав изготавливаемых пломб 24, обеспечивая наиболее подходящие для конкретной дороги характеристики состава ремонтной пломбы 24. Отремонтированную вышеописанным способом дорогу несложно поддерживать в работоспособном состоянии в условиях перепада температур, снежной зимы и жаркого лета. Представленные выше дорожно-ремонтные агрегаты обеспечивают высокую скорость ремонта дороги, надежность отремонтированного дорожного полотна в сочетании с высокими эксплуатационными качествами. Синергетический эффект от использования современной фрезеровочной техники для дорожного покрытия с быстрым удалением всей полученной стружки и крошки с последующей укладкой в обработанный участок промышленно изготовленной особым образом ремонтной пломбы 24 обеспечивает решение поставленной задачи, устраняет проблемы типового «ямочного» ремонта дорог, увеличивает срок эксплуатации существующих дорог, позволяет уменьшить расходы материалов на сплошную замену дорожного покрытия и сократить время на его ремонт.
Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения заключается в повышении скорости ремонта дороги с несплошными дефектами дорожного покрытия, повышении универсальности дорожно-ремонтного агрегата, увеличении его производительности при повышении качества ремонта и надежности работы с использованием изготовленных в заводских условиях ремонтных пломб, а также улучшении эксплуатационных характеристик отремонтированного дорожного покрытия и увеличении срока его эксплуатации.
1. Способ ремонта дорожного покрытия, включающий частичное снятие дорожного полотна в местах образования его дефектов с помощью передвижного дорожно-ремонтного агрегата и заделку обработанных участков с помощью предварительно изготовленных ремонтных пломб, совпадающих по форме и размерам с участками снятого дорожного полотна, отличающийся тем, что частичное снятие дорожного полотна осуществляют путем фрезерования, при этом производят сбор измельченных частиц дорожного полотна, а при фрезеровании дорожного полотна образуют углубление, совпадающее по форме и размерам с предварительно изготовленной ремонтной пломбой с зазором, не превышающим более чем на 2 миллиметра, диаметр пломбы, при этом ремонтную пломбу доставляют к месту обработки дорожного полотна охлажденной, причем при температуре окружающей среды она расширяется и заполняет зазоры обработанного участка дороги.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ремонтные пломбы доставляют к месту обработки дорожного полотна в отсеке дорожно-ремонтного агрегата.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ремонтные пломбы изготавливают с повышенными прочностными характеристиками относительно дорожного полотна, для ремонта которого они предназначены.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаляют измельченную массу снятого дорожного покрытия с помощью вакуумного отсоса.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зону установки ремонтной пломбы подают либо битумную, либо цементную, либо подобную связующую смесь.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установленную ремонтную пломбу подвергают виброуплотнению.
7. Дорожно-ремонтный агрегат, включающий оборудование для частичного снятия дорожного полотна в местах образования его дефектов и средство подачи и установки ремонтной пломбы в зоне снятого дорожного полотна, отличающийся тем, что оборудование для частичного снятия дорожного полотна выполнено навесным и снабжено фрезерным устройством, при этом агрегат снабжен средствами для удаления и сбора измельченной массы и отсеком для транспортировки и подачи ремонтных пломб, причем средства для удаления и сбора измельченной массы выполнены в виде вакуумного отсоса с вакуумпроводом, а агрегат выполнен либо самоходным, либо прицепным.
8. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что он снабжен телескопическим манипулятором с захватом для подачи ремонтных пломб к обработанному участку дорожного полотна, а отсек для транспортировки и подачи ремонтных пломб снабжен дополнительным внутренним телескопическим манипулятором.
9. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что навесное оборудование для частичного снятия дорожного полотна снабжено расположенной позади агрегата кареткой вертикального и горизонтального перемещения с установленным на ней фрезерным устройством.
10. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что фрезерное устройство выполнено в виде фрезерной головки с вакуумпроводом и цилиндрической фрезой.
11. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что фрезерное устройство выполнено в виде поворотной фрезерной головки с вакуумпроводом и набора поворотных фрезерных щитов, установленных в задней зоне агрегата.
12. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что фрезерное устройство выполнено в виде поворотной фрезерной головки с зажимным патроном и набора поворотных инструментов, установленных в задней зоне агрегата, включающих дисковую фрезу, цилиндрическую фрезу, вакуумный отсос и виброуплотняющую площадку.
13. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что фрезерное устройство выполнено в виде поворотного универсального головного механизма с закрепленными на нем дисковой фрезой, цилиндрической фрезой, вакуумным отсосом и виброуплотнительной площадкой.
14. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что фрезерное устройство выполнено в виде поворотного универсального головного механизма с закрепленными на нем поворотным диском для резки, цилиндрической фрезой, поворотным набором фрез с твердосплавными зубьями, вакуумным отсосом и виброуплотнительной площадкой.
15. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что он снабжен генератором с элементами подачи электропитания к навесному оборудованию.
16. Агрегат по п. 7, отличающийся тем, что он снабжен кабиной управления навесным оборудованием, расположенной в задней части агрегата.
