Повышение эффективности уплотнения асфальтобетонных смесей дорожными катками при неблагоприятных погодных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение эффективности уплотнения асфальтобетонных смесей дорожными катками при неблагоприятных погодных условиях

Серебренников Виктор Сергеевич

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

кандидат технических наук, доцент кафедры «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин и комплексов в строительстве»

Аннотация

В статье предложена конструкция механизма обогрева вальца дорожного катка, позволяющего регулировать температуру вальца в процессе уплотнения асфальтобетонной смеси. Задачей разработки является повышение эффективности работы уплотняющей техники, путём увеличения количества возможных проходов по одному следу для достижения максимального коэффициента уплотнения, что особенно важно в неблагоприятных погодных условиях. валец каток уплотнение

Ключевые слова: дорожный каток, неблагоприятные погодные условия, подогрев вальца, температура смеси, уплотнение асфальтобетонных смесей

Abstract

In article the design of the gear of heating of a valets of the road skating rink allowing to regulate temperature of a valets in the course of sealing of an asphalt concrete mixture is offered. A problem of development is increase in overall performance of the condensing equipment, by increase in number of possible passes on one trace for achievement of the maximum coefficient of sealing that is especially important in adverse weather conditions.

Уплотнение асфальтобетонных покрытий является самым ответственным этапом при строительстве и капитальном ремонта объектов транспортной инфраструктуры. Для большинства регионов России строительный сезон начинается в мае и заканчивается в октябре-ноябре, когда господствуют неблагоприятные погодные условия. При этом одинаково высокие требования к качеству и долговечности инженерного сооружения предъявляются независимо от времени производства строительных работ.

Известно, что свойства асфальтобетонной смеси очень зависят от ее температуры. При уплотнении сопротивление деформированию увеличивается как за счет увеличения плотности, так и за счет охлаждения. Это объясняет важность проведения работ по уплотнению в благоприятных температурных условиях, при которых материал обладает минимальным сопротивлением деформированию.

Слой горячей асфальтобетонной смеси, уложенный на основание, будет остывать как за счет теплообмена с нижним слоем, основанием или окружающим его воздухом, так и за счет взаимодействия поверхности слоя смеси с вальцом дорожного катка. Особенно интенсивно это происходит в условиях низких температур окружающего воздуха. Исследователями [1] рекомендуется ограничивать взаимодействие поверхности уплотняемого асфальтобетонного покрытия с холодными металлическими вальцами катков, проводить их предварительный прогрев или осуществлять уплотнение катками на пневматических шинах.

С целью обеспечения качества и снижения энергоемкости процесса уплотнения автором предложена перспективная конструкция системы обогрева металлического вальца дорожного катка (на примере RV-11,0 DS).

В результате поиска и анализа существующих конструкций катков с подогревом вальца, выяснилось, что исследователями предпринимались попытки обогрева вальцов катка выхлопными газами от ДВС [2].

Основным недостатком предложенной конструкции является невозможность изменения температуры вальца для оптимального уплотнения асфальтобетонной смеси, что имеет большое значение при уплотнении слоев асфальтобетонной смеси различной толщины.

Автором предложена конструкция вальца с подогревом, позволяющая изменять температуру самого вальца при уплотнении различных дорожно-строительных материалов.

Задачей разработки является повышение эффективности работы дорожных катков и снижение энергоемкости уплотнения дорожно-строительных материалов за счет увеличения количества требуемых проходов по одному следу. Обогрев вальца осуществляется гибким нагревательным кабелем (например, Deviflex DTIE-10), который закрепляется по внутренней поверхности обечайки вальца с помощью крепёжных скоб (рис. 1).

Рисунок 1. Крепление нагревательного кабеля к обечайке вальца

Для правильного выбора системы обогрева была определена установочная мощность, исходя из требований, предъявляемых к монтажу, с учетом влияния особенностей климата и применяемой системе контроля.

Площадь обогрева составляет 6 м2 с учетом расположенных механизмов внутри самого вальца. Кабельная система обогрева, которая будет использоваться для обогрева вальца и является основным источником тепла, должна иметь мощность 300-400 Вт / кв.м. Расчетная мощность составляет 2,5 кВт при длине кабеля 83 м. Шаг укладки кабеля составляет 0,07 м. Данные получены по результатам тепло-физического расчета системы обогрева.

Свежеуложенная горячая асфальтобетонная смесь в результате теплообмена с основанием и окружающим воздухом будет остывать, при этом ее температура по толщине будет различной и непостоянной по времени. Это будет зависеть от различных причин и факторов, таких как температура укладки и уплотнения смеси, наличия и скорости ветра, температуры окружающего воздуха, толщины укладываемого слоя и др.

По известной методике [1] были проведены исследования по изучению интенсивности остывания смеси при взаимодействии с рабочими органами катков. Были рассмотрены различные скорости движения катка (2, 3, 4, 5 км/ч), различные температуры поверхности вальца (70, 100 0С), а так же различные толщины уплотняемого слоя асфальтобетонной смеси (5, 7, 9, 11 см).

Критической температурой слоя асфальтобетонной смеси будем считать температуру поверхности, в связи с тем, что она непосредственно контактирует с рабочими органами уплотняющей техники, ее проще измерять и контролировать.

Результаты исследований были представлены в виде зависимостей температуры асфальтобетонной смеси от времени при различных исходных данных, где синей линией изображена интенсивность остывания смеси при её уплотнении базовым катком, а красной линией - модернизированным (рис. 2 - 5).

Рисунок 2. Интенсивность остывания асфальтобетонной смеси толщиной 5 см при соприкосновение вальца с постоянной температурой: а) 700С; б) 1000С

Рисунок 3. Интенсивность остывания асфальтобетонной смеси толщиной 7 см при соприкосновение вальца с постоянной температурой: а) 700С; б) 1000С

Рисунок 4. Интенсивность остывания асфальтобетонной смеси толщиной 9 см при соприкосновение вальца с постоянной температурой: а) 700С; б) 1000С

Рисунок 5. Интенсивность остывания асфальтобетонной смеси толщиной 11 см при соприкосновение вальца с постоянной температурой: а) 700С; б) 1000С

Анализируя полученные зависимости (рис. 2 - 5), можно сделать вывод, что при уплотнении асфальтобетонной смеси с большей толщиной слоя интенсивность её остывания снижается. Кроме того, с увеличением температуры вальца интенсивность остывания снижается, что позволяет осуществить большее число проходов катка по одному следу до того момента, пока температура смеси не снизится ниже критического значения (85 0С). Таким образом, появляется возможность достижения более высокого значения коэффициента уплотнения асфальтобетонной смеси. Это приобретает особую актуальность при строительстве асфальтобетонных покрытий в неблагоприятных условиях осенне-летнего периода времени.

Библиографический список

1. Дубков В.В. Обоснование выбора типа катков для уплотнения асфальтобетонных смесей при пониженных температурах воздуха. Специальность 05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины :дис… канд. техн. наук / В. В. Дубков; науч. рук. В. Б. Пермяков; СибАДИ. - Омск :СибАДИ, 1999. - 150 с.: ил.

2. Пат. 422815 СССР, МПК Е01С 19/26С. Самоходный дорожный каток / Бавыкин В.Н. [и др.] ; патентообладатель Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения. - № 1778578 ; заявл. 29.04.1972 ; опубл. 05.04.1974, Бюл. № 13.

Размещено на Allbest.ru