Строительная фирма "BAGI"

Основными машинами для устройства ЦБ покрытий являются бетоноукладчики, которые предназначены для распределения смеси по дорожному основанию, ее укладки и уплотнения, а также профилирования и отделки поверхности слоя. Их можно классифицировать по следующим основным признакам:

1) по принципу перемещения — самоходные и прицепные;
2) по типу опалубки — со стационарной (рельс-формы) и скользящей опалубкой;
3) по ходовому оборудованию — двух-, трех- и четырехгусеничные;
4) по производительности — легкие, средние и тяжелые;
5) по виду работ — для устройства покрытий, изготовления профилей и формирования оснований;
6) по степени универсальности — специализированные (для ЦБ смесей) и универсальные (для ЦБ и АБ смесей);
7) по степени автоматизации — полуавтоматические и автоматизированные;
8) по назначению (комплектации) различают комплексы и комплекты машин на основе бетоноукладчика для устройства капитальных и облегченных дорожных одежд.
В середине прошлого века преобладало использование колесно-рельсовых машин для устройства ЦБ покрытий. Они передвигались по специальным рельс-формам, которые одновременно служили стационарной (неподвижной) опалубкой для бетонной смеси. Но они имели значительные недостатки: большую трудоёмкость монтажа-демонтажа и перевозки рельс-форм и небольшую (250-500 м в смену) производительность процесса укладки бетона.
Необходимость увеличения темпов строительства автодорог и аэродромов привела к созданию безрельсовых бетоноукладочных машин, оснащенных боковой опалубкой, которую называют скользящими формами, с высокой производительностью (250-4500 м в смену). Эти машины передвигаются по дорожному основанию, а формирование покрытия происходит между скользящими формами, укреплёнными на машине (т. е. формы перемещаются вместе с машиной).
В зависимости от ширины полосы и категории дороги бетоноукладчики оснащают различным гусеничным оборудованием. Для строительства дорог III—IV категорий используют, как правило, двухгусеничные, для дорог I—II категорий — трех- или четырехгусеничные машины. Например, предприятием «Брянский Арсенал» освоен выпуск самоходных двухгусеничных бетоноукладчиков (ДС-169), которые при мощности двигателя 125 кВт производят укладку полосы покрытия шириной 4,5-7,5 м при толщине слоя 160-240 мм. Почти половина укладчиков, выпускаемых ведущими производителями, имеет резиногусеничный ход. Резиновые гусеницы обладают преимуществами в транспортной скорости и затратах на обслуживание по сравнению с традиционными гусеничными системами.
Бетоноукладчики со скользящими формами обеспечивают формирование как покрытий, так и различных монолитных профилей (водосточных каналов и желобов, боковых полос, направляющих стенок и ограждений дорог и др.). Для качественной укладки и армирования ЦБ смеси эти машины оснащают набором рабочих органов, в том числе шнековыми распределителями и щитами для равномерного распределения бетона, поперечными вибробрусами и продольными выглаживателями, а также устройствами для введения армирующих элементов (дюбелей, анкеров и др.). Боковые скользящие формы обеспечивают формование соответствующего профиля.
Легкие бетоноукладчики (малой производительности) используют для укладки покрытий шириной до 2,5 м и устройства монолитных профилей (желобов, стенок каналов, бортов и др.). Для решения этих задач боковые элементы скользящей опалубки могут быть подвешены как между гусениц, так и сбоку со смещением по методу «offset» (англ — смещение, отклонение) относительно продольной оси машины. Такие бетоноукладчики малых размеров применяют в основном для формования различных монолитных профилей, что существенно повышает производительность и снимает трудозатраты по сравнению с производством этих работ вручную.
Укладчики цементобетонных покрытий и сопутствующие машины
Машины средней производительности применяют для укладки покрытий шириной от 2,5 до 9 м и строительства крупных монолитных профилей, в частности, с их помощью можно бетонировать каналы шириной до 3 м и глубиной до 2 м. Скользящая опалубка этих машин также имеет два варианта своего расположения относительно ходовой системы: 1) между гусениц; 2) со смещением относительно продольной оси машины. Кроме того, их рабочие органы позволяют укладывать покрытия с плавно регулируемой в процессе укладки стандартной шириной в диапазоне от 3 до 6 м. Помимо этого, их оснащение уширителями увеличивает ширину обрабатываемой полосы укладки до 9 м.
Тяжелые укладчики большой производительности (типа SР 1500L и SР 1600) обеспечивают создание покрытий шириной до 16 м, в том числе двухслойных покрытий за один проход. В частности, модель SР 1500 L, состоящая из двух независимых друг от друга машин, позволяет оперативно формировать одно- или двухслойные покрытия.
Современные бетоноукладчики имеют, как правило, модульную конструкцию, что обеспечивает их быструю переналадку в зависимости от поставленной задачи: укладки покрытия заданной ширины или формирования профиля требуемой формы, с введением армирующих элементов или без них. Машины всех типоразмеров снабжены уширителями (раздвижными или приставными), существенно увеличивающими их технологические возможности.
Как правило, машины малой и средней производительности являются комбинированными, что позволяет их использовать для изготовления как покрытий, так и различных монолитных профилей. Широкий набор различных рабочих органов и специальных приспособлений дает возможность решать многочисленные задачи дорожного строительства.
Вместе с тем, в последние годы наметилась тенденция по созданию укладчиков с универсальными возможностями, которые можно эффективно использовать на двух основных видах дорожных работ:
1) при сооружении автомагистралей, качество которых должно отвечать жестким требованиям стандартов по ровности и другим технико-эксплуатационным характеристикам;
2) при устройстве дорог с низкопрофильными характеристиками.
Для этих работ в наибольшей степени подходят укладчики средней мощности (производительности), снабженные телескопическими уширителями.
Ведущие производители машин для дорожных работ разрабатывают агрегаты, позволяющие с минимальной перенастройкой использовать укладчики как для цементобетонных, так и для асфальтобетонных смесей. В частности, фирма «Vogele» предлагает укладчики Super 2500, которые способны укладывать щебень, цементобетон и асфальтобетон.
Как правило, бетоноукладчик является основной машиной комплексов или комплектов, включающих сопутствующие машины. Состав комплекса выбирают в зависимости от категории дороги, рецептуры смеси и технологии устройства покрытий, конструкции основания и самого покрытия (армированного или неармированного).
Строительство автомобильных дорог с ЦБ покрытием предусматривает профилирование земляного полотна, устройство основания, укладку смеси, формирование и отделку покрытия. Для реализации этих операций необходим набор сопутствующих укладчику машин.
При строительстве оснований дорог и аэродромов для планировки и профилирования поверхности грунта используют бульдозеры, автогрейдеры или специальные профилировщики. Для обеспечения ровности поверхности (в поперечном и продольном направлениях, а также по курсу движения машины) бульдозеры и автогрейдеры снабжают автоматическими системами управления рабочими органами. В ряде случаев для этих целей используют профилировщики, которые могут иметь как пассивные (отвалы, щиты и др.), так и активные (фрезы, шнеки) рабочие органы. Фрезы фрезеруют, рыхлят и распределяют грунт по ширине на начальной стадии процесса. Отвалы, располагающиеся за фрезами, профилируют основание и перемещают излишки грунта по ширине полосы. Шнеки удаляют эти излишки на обочину и перераспределяют грунт по ширине, II, наконец, отвалы, установленные за шнеками, производят окончательную планировку грунта.
При строительстве укрепленных оснований планирование и профилирование совмещают со смешением грунта с вяжущими веществами. Поэтому профилировщик, помимо своих основных функций, выполняет роль грунтосмесительной машины.
Укладчики цементобетонных покрытий и сопутствующие машины
В этом случае к нему в комплект добавляют цементовоз-распределитель (для дозированного распределения порошкообразного цемента на полотне дороги). Например, для распределения цемента применяют цементовоз-распределитель ДС-72 на базе колесного трактора Т-158 и профилировщик-грунтосмеситель ДС-178. Рабочее оборудование профилировщика включает фрезерный ротор с режущими зубьями и лопатками для профилирования и смешения грунта с порошкообразным цементом непосредственно на полотне дороги, распределительный шнек, систему подачи воды в зону смешения и виброплиту с вибраторами направленных колебаний для уплотнения смеси.
Бункерные распределители являются машинами циклического действия. Смесь поступает из бункера порциями и распределяется по основанию дороги, для чего используют шнеки, фрезы и отвалы. Безбункерные (шнековые, лопастные и ковшовые) распределители — это машины непрерывного действия, которые используют для более масштабных работ. Они равномерно распределяют в поперечном направлении смесь, поступающую непосредственно на подготовленное основание дороги, с помощью шнека, лопасти или ковша и предварительно разравнивают отвалом. Профилирование уложенного слоя смеси производят специальными профилирующими заслонками, с помощью которых можно установить одно- или двухскатный профиль покрытия.
Бетоноотделочные машины (финишеры) производят окончательное разравнивание, профилирование, уплотнение и отделку поверхности покрытия для придания необходимой шероховатости, а также формирование деформационных швов и нанесение на покрытие плёнкообразующих материалов. Различают гусеничные и пневмоколесные финишеры.
Весь спектр дорожных работ по устройству ЦБ покрытий осуществляется комплектами специализированных машин, базовой машиной которых является бетоноукладчик со скользящей опалубкой. Такие комплекты в свое время были использованы в СССР для строительства магистральных дорог и аэродромов. ОАО «Брянский Арсенал» изготовил около 30 комплектов машин ДС-110 и оснастил ими крупные дорожно-строительные организации. Одной из наиболее значимых работ комплекта было строительство магистральной автомобильной дороги Брест — Москва. В состав комплекта входят три гусеничные машины (профилировщик, распределитель бетона и бетоноукладчик), а также две машины на пневмоколёсном ходу (трубчатый финишер и машина для нанесения плёнкообразующих веществ).
Конструктивным достоинством гусеничных машин комплекта является высокий уровень их унификации, в том числе базовых рам, силовых установок, ходовых систем (за счет применения одинакового четырехопорного гусеничного шасси), приводов хода и рабочих органов, гидросистем и электрооборудования, а также автоматических следящих систем управления рабочими органами по заданному курсу и профилю. Рабочее оборудование этих машин монтируется на четырехопорном гусеничном шасси с гидрообъемным приводом хода.
Укладчики цементобетонных покрытий и сопутствующие машины
В состав дополнительного оборудования входят: навесной конвейер-перегружатель; прицепная арматурная тележка; полунавесной вибропогружатель арматурной сетки; асфальтоукладочное оборудование (полунавесной бункер и навесная виброплита); нарезчик швов; заливщик швов; трейлеры с тягачами для перевозки машин комплекта.
Профилировщик оснований комплекта в зависимости от типа грунта оснащают различными профилирующими рабочими органами. По типу рабочего органа различают шнековые, (фрезерные и ножевые профилировщики, которые снабжают отвалами. Шнеком с разравнивающим отвалом профилируют песчаные основания, фрезой с разравнивающим отвалом — укрепленные грунты, а отвалом с профилирующим ножом — суглинки. Мощность его силовой установки составляет 368 кВт при ширине полосы профилирования 8,5-10,0 М.
Бетонораспределитель комплекта обеспечивает прием смеси из автосамосвалов (или автобетоносмесителей) и ее распределение по дорожному основанию слоем необходимой толщины. Приём смеси осуществляют из самосвалов на выдвигающийся в сторону обочины конвейер, нижняя часть которого образует дно приемного бункера. После разгрузки порции смеси из самосвала в бункер лента конвейера транспортирует ее на дорожное полотно и укладывает перед рабочими органами. Затем рабочие органы (шнек-фреза и отвал), состоящие из двух половин, осуществляют первоначальное распределение и планирование бетонной смеси. Машина имеет мощность двигателя 221 кВт при ширине полосы распределения 7,5 м.
Бетоноукладчик комплекта со скользящими формами имеет набор рабочих органов, в том числе шнек и отвал шнека, глубинные вибраторы, качающиеся отделочные брусья и плавающую выглаживающую плиту.
Распределительный шнек состоит из двух частей с независимым приводом. Отвал плоской формы обеспечивает подпор смеси в шнеке. Глубинные вибраторы равномерно уплотняют смесь по всему объему за счет ненаправленных колебаний (с частотой 180 Гц). Брус-дозатор, состоящий из двух частей, выравнивает и дозирует смесь за счет вертикальных колебаний (с частотой 50 Гц). Два бруса, качающиеся в поперечном направлении с частотой 4 Гц (они также состоят из двух частей), придают покрытию необходимый профиль и осуществляют первичную отделку покрытия. Плавающая плита производит окончательную отделку покрытия, заполняя и выглаживая швы, остающиеся на поверхности после прохода брусьев. Она также состоит из двух частей и управляется с помощью гидроцилиндров. Боковые скользящие формы удерживают смесь в пределах рабочей зоны и образуют первоначальную кромку слоя покрытия. Мощность двигателя составляет 221 кВт при ширине рабочих органов 7,5 м.
Укладчики цементобетонных покрытий и сопутствующие машины
За гусеничными машинами следуют колесные самоходные машины, которые выпоняют отделочные, пленкообразующие работы и отделку швов.
Бетоноотделочная машина (трубчатый финишер) комплекта выполняет окончательную отделку поверхности покрытий, включая выравнивание профиля покрытия и придания ей требуемой текстуры. Многопроходная машина смонтирована на четырёхколёсном базовом шасси. Где основным рабочим органом является выглаживающая труба, состоящая из двух шарнирно соединенных половин (для отделки двухскатных покрытий) и снабженная системой водяного орошения (для увлажнения обрабатываемой поверхности). При последнем проходе машины на полотно дороги опускается брезентовая драга, орошаемая водой, которая придаёт покрытию требуемую текстуру (степень шероховатости). Мощность двигателя — 36,8 кВт.
Распределитель плёнкообразующих материалов предназначен для окончательного текстурирования и нанесения плёнкообразующей жидкости (битумной или водно-битумной эмульсии) на покрытие. Это однопроходная машина на четырёхколёсиом шасси, имеющая распылительное устройство в виде поперечной трубы с разбрызгивающими соплами-форсунками, щёткой для нанесения шероховатости и барабаном с полиэтиленовой плёнкой для защиты от дождя. Мощность силовой установки — 36,8 кВт.
Самоходный колесный нарезчик швов нарезает продольные и поперечные швы в свежеуложенном покрытии. Его оснащают виброножом для нарезки поперечных швов и вибродиском для нарезки продольных швов с гидравлическим управлением их положения. В задней части машины устанавливают заливщик швов, который обеспечивает при помощи гидронасоса заливку образованных прорезей в бетоне мастикой или герметиком заданного состава.
В связи с сокращением объемов строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов в СНГ рассмотренный комплект машин (ДС-110) в нынешнем веке оказался мало востребованным, несмотря на многие достоинства. Такая же участь постигла бетоноукладчик со скользящими формами ДС-169; который при мощности двигателя 125 кВт обеспечивал ширину укладки смеси от 4,5 до 7,5 м.
Для строительства автомобильных дорог местного значения применяют комплект, состоящий из двух машин — профилировщика и грунтосмесительной машины, которые являются полуприцепными к колёсным тракторам. Они имеют гидравлическую систему управления рабочими органами и оснащены автоматической следящей системой. Их производительность составляет 240 м/ч при ширине полосы 3,3 м.
Совершенствование технологии устройства дорог с ЦБ покрытием развивается в направлении сокращения числа специализированных машин за счет их универсализации, включая оснащение разнообразными рабочими органами. Ведущие производители дорожной техники выпускают комплекты машин для устройства ЦБ покрытий, которые включают профилировщик, распределитель смеси и бетоноукладчик. Их укомплектовывают различными наборами рабочих органов в зависимости от типоразмера и технологии дорожных работ.
В ряде случаев для устройства ЦБ покрытий используют асфальтоукладчики, оснащенные специальным дополнительным оборудованием.