Фрезерование дорожных асфальтобетонных покрытий

Холодное фрезерование - эффективный способ удаления поврежденного дорожного покрытия. Холодные фрезы позволяют не только снять старое покрытие, но и использовать его повторно уже в форме гранулята.

Удаление дефектного слоя дорожного покрытия с предварительным разогревом поверхности называется горячее фрезерование, без разогрева

  • - холодное фрезерование. Основное преимущество горячего фрезерования
  • - меньшее усилие, затрачиваемое на разрушение снимаемого покрытия. У этого метода есть и недостатки: разрушенный материал склеивается, его сложно использовать повторно или транспортировать, сами машины небезопасны в пожарном отношении и др., а потому наиболее популярны у дорожников машины холодного фрезерования.

Холодные фрезы имеют дополнительное преимущество: при фрезеровании старый асфальтобетон превращается в сыпучий строительный материал - гранулят, состоящий из кусков строго определенного размера, который можно применять повторно. Как раз в 1960-1970-е годы набирало популярность вторичное использование материалов, и полезное использование строительного мусора оказалось как нельзя кстати. Министерства транспорта и автомобильных дорог многих стран сразу обратили внимание на данный тип техники, и в скором времени появились модификации машин, которые были способны осуществлять холодное фрезерование старого дорожного покрытия, смешивать полученный материал со свежим вяжущим и укладывать подготовленную смесь на фрезерованную поверхность, завершая таким образом процесс восстановления дорожного полотна.

По мере износа дорожное покрытие становится гладким и скользким, отчего резко увеличивается вероятность аварий. Холодные фрезы позволяют создавать поверхность с шероховатой текстурой и тем самым повышают безопасность движения.

Основное внимание при совершенствовании конструкции уделялось увеличению производительности фрезерных барабанов. Рабочие органы - резцы быстро изнашивались, и их приходилось часто заменять, что было серьезной проблемой. Процесс замены занимал немало времени, а холодные фрезы надолго выводились из работы, что резко снижало производительность. Поэтому все изготовители стремились ускорить процесс замены резцов и увеличить срок службы этих деталей. Подбирали износостойкие стали для их изготовления и улучшали форму режущей кромки.

Фрезерный барабан

Рис. 4.19. Фрезерный барабан

В современных машинах холодного фрезерования также усовершенствована конструкция крепления резцов. На первых машинах резцы крепились к барабану сваркой, поэтому для их замены требовалось много времени. В современных машинах резцы закрепляются болтами в резцедержателях разной конструкции, благодаря чему значительно сократилось время, необходимое для их замены. Однако на некоторых барабанах, предназначенных для холодного фрезерования сравнительно мягких асфальтовых покрытий, сохранились привариваемые резцедержатели. Позже появилась техника со сменными фрезерными барабанами разной ширины, что позволяло изменять ширину полосы холодного фрезерования дорожного полотна.

Постоянно шел поиск путей сделать машины более производительными (рис. 4.20). Один из таких методов - увеличение глубины фрезерования. Следует заметить, что увеличение глубины фрезерования обеспечивает рост производительности, но, конечно, до определенного предела. Например, переход с глубины 30 мм на глубину 60 мм лишь немного замедляет рабочую скорость машины, зато удваивает объем перерабатываемого материала. По мере увеличения глубины фрезерования свыше величины, соответствующей максимальной производительности, снижение рабочей скорости делает холодное фрезерование менее выигрышным. Так, производительность при глубине фрезерования 170 мм и медленной рабочей скорости машины может оказаться не выше, чем при глубине фрезерования 90 мм и намного большей рабочей скорости. Пока машина сохраняет высокую скорость движения, увеличение глубины резания будет обеспечивать рост производительности и снижение затрат на резцы.

Износ резцов зависит от твердости материала и объема работы. С увеличением глубины фрезерования объем работы для резцов растет непропорционально. Резцы устанавливаются на круглом барабане и режут материал по дуге. Холодное фрезерование па глубину 102 мм связано с длиной траектории резца, в два раза большей, чем при меньшей глубине фрезерования, - 25 мм (разница по глубине в 4 раза).

Износ резцов зависит от твердости материала и объема работы. С увеличением глубины фрезерования объем работы для резцов растет непропорционально. Резцы устанавливаются на круглом барабане и режут материал по дуге. Холодное фрезерование на глубину 102 мм связано с длиной траектории резца, в два раза большей, чем при меньшей глубине фрезерования, - 25 мм (разница по глубине в 4 раза).

Работа фрезы большой производительности на увеличенной глубине фрезерования

Рис. 4.20. Работа фрезы большой производительности на увеличенной глубине фрезерования

Дорожное полотно должно иметь боковой уклон для надежного отвода воды, одинаковую толщину по всей ширине дороги. Чтобы эти условия обеспечивались, профиль подготовленной для укладки материала базовой поверхности должен быть очень точно выдержан. Поэтому далее производители стали работать над увеличением точности процесса фрезерования. Разрабатывались системы контроля поперечного и продольного уклона фрезеруемой поверхности, глубины и скорости холодного фрезерования. К настоящему времени большинство этих систем автоматизировано. Мощность, надежность, долговечность и точность - результат упорных поисков и разработок - вот что характеризует современные машины. А теперь познакомимся подробней с некоторыми современными моделями, представленными на рынке.

В основном холодные фрезы подразделяются на малые и большие. Ширина фрезеруемой зоны у малых моделей составляет от 300 до 1200 мм, глубина фрезерования - до 100 мм. Они отличаются небольшими размерами и высокой маневренностью. Особенность этих машин - расположение фрезерного барабана между колесами заднего моста.

Большие холодные фрезы (рис. 4.21) обладают шириной фрезерования от 1300 до 4200 мм, максимальная глубина фрезерования - от 150 до 300 мм. Они осуществляют холодное фрезерование с большей (по сравнению с малыми) производительностью. Характерные их особенности - наличие отгрузочного транспортера и расположение барабана между передним и задним мостами.

Пожалуй, наибольшее развитие в современных машинах получили органы и системы управления. В их конструкциях теперь применяются достижения современной микроэлектроники, и холодные фрезы не являются здесь исключением. Так, обе дорожные фрезы Caterpillar (компания называет эти машины «холодными планировщиками») РМ-465 и самая новая - РМ-565В оснащены электронным оборудованием, делающим холодное фрезерование гораздо производительней. РМ- 565В оснащена двумя электронными датчиками и системой контроля и регулирования поперечного уклона фрезерования. Датчики способны регистрировать опорные точки на расстоянии от 300 до 1400 мм по вертикали под собой. Каждый датчик может быть настроен и отрегулирован либо непосредственно с земли, либо с панели управления машины. Положение фрезерного барабана по высоте относительно уровня грунта постоянно отслеживается обоими датчиками и центральным электронным блоком управления. Кроме органов управления положением фрезерного барабана по высоте имеется переключатель «Все точки выше/ниже», значительно облегчающий холодное фрезерование поверхностей вблизи препятствий. Как и другие машины Caterpillar, холодная фреза оснащена электронным блоком, который отслеживает и регулирует работу всех основных систем машины, включая ходовую часть, рулевое управление, привод рабочих органов и др. При нарушении нормального режима работы система контроля оповещает оператора.

Фреза большой производительности (вид спереди)

Рис. 4.21. Фреза большой производительности (вид спереди)

Фреза большой производительности (вид сзади)

Рис. 4.22. Фреза большой производительности (вид сзади)

Cat PM-465 предназначена для работы в городских условиях, но производительность ее высокая. Размеры и масса машины позволяют без дополнительных разрешений перевози ть ее на одном грузовом автомобиле. Холодная фреза оснащена несложной в эксплуатации системой контроля продольного и поперечного уклонов фрезерования, которая имеет три различных рабочих меню. Электронная система контролирует глубину и профиль обрабатываемого слоя с точностью до 3 мм. Как и на РМ-565В, на РМ-465 электронное оборудование регулирует скорость, рулевое управление и работу привода рабочих органов; имеется встроенная функция самодиагностики.

Компания Wirtgen (Германия) выпустила 12 моделей данного типа техники. В их конструкции используется ряд новых технических разработок, повышающих точность работы. Одна из самых интересных новаций - система круиз-контроля Tempomat. Она встроена в электронную систему управления, «запоминает» скорость, с которой двигалась машина, и автоматически устанавливает ее снова после смены самосвала под ленточным конвейером, когда оператор нажимает кнопку выключателя. Затем автоматическая система выравнивания рабочих органов устанавливает заданную глубину фрезерования. Обрабатываемая зона сканируется датчиками, которые регистрируют отклонения от заданной глубины, и машина сразу же исправляет отклонения.

Еще одна интересная система - WIDIS 32 (Информационнодиагностическая система Wirtgen). Она непрерывно контролирует состояние двигателя и гидравлических систем и в случае обнаружения неисправностей предупреждает оператора звуковым и световым сигналами. На мониторе указываются текущие рабочие параметры.

Помимо электронных систем, контролирующих точность работы, совершенствуются рабочие органы машин. Наиболее значительной находкой последнего времени стали конструкции, позволяющие быстро заменять фрезерные барабаны для того, чтобы изменять ширину обрабатываемой полосы. Это весьма выгодно: используя одну машину, можно выполнять холодное фрезерование различного типа и в разных условиях. Специалисты Wirtgen разработали систему FCS (Система замены фрезерных барабанов). Компания утверждает, что эта конструкция позволяет заменять фрезерные барабаны всего за 2...3 ч.

Независимо от того, какова ширина зоны холодного фрезерования, базовая кромка всегда располагается с правой стороны по ходу движения. В настоящее время предлагается восемь фрезерных барабанов разной ширины: от 300 до 2000 мм. Предельная глубина фрезерования у всех барабанов равна 300 мм.

В состав системы FCS также входит зачистной отвал, состоящий из двух частей. Правая часть располагается позади фрезерного барабана и очищает рабочую зону, а левая часть движется поверх существующего дорожного покрытия во время фрезерования. Положение отвала регулируется в зависимости от ширины зоны холодного фрезерования, которая в свою очередь зависит от типоразмера установленного барабана. Конструкция системы позволяет поднимать с помощью гидравлического механизма обе части отвала независимо друг от друга, регулируя, таким образом, количество загружаемого на транспортер материала.

У компании Roadtec (США) широкий диапазон моделей - от машин, предназначенных для коммунальных нужд, до холодных фрез шириной во всю полосу проезжей части. Их отличает оптимальное соотношение мощности, производительности и экономичности работы. Ширину холодного фрезерования позволяют изменять сменные секторы барабанов. Все шесть моделей универсальны, поскольку отдельно изготавливаются тягачи и прицепные холодные фрезы. Благодаря этому покупатель может выбрать по своему усмотрению механизмы разного типа и ширины. Конструкция прицепной модели позволяет быстро заменять барабаны разных типов и размеров.

Машины Roadtec (рис. 4.23) также способны выполнять холодное фрезерование в двух направлениях, благодаря чему удается осуществить фрезерование различного типа. Обычно холодное фрезерование производится навстречу движению машины. Но Roadtec предлагает также фрезерные механизмы, у которых рабочий ход совпадает с направлением движения машины. Специалисты компании утверждают, что при фрезеровании второго типа проще контролировать процесс снятия дорожного покрытия, увлажнять фрезеруемую зону, перемешивать материалы и удобнее укладывать новый материал поверх увлажненного основания. Такая организация холодного фрезерования позволяет также осуществлять загрузку снятого материала на автомобили позади машины. Холодное фрезерование с направлением по ходу движения машины - несложный способ превращения моделей Roadtec в машины для холодного восстановления на месте дорожного покрытия.

Обычно свои технические проблемы производители решают, предлагая оригинальные идеи. Например, чтобы уменьшить количество пыли и остатков материала, скапливающихся внутри корпуса машины и в бороздках, когда холодное фрезерование завершено, компании CMI Terex (США) даже пришлось разработать специальную конструкцию корпуса машины. Работу двигателя, привод хода и нагрузки контролирует электроника. Холодные фрезы Terex отличаются оптимальным соотношением массы и мощности.

Дорожная фреза Roadtec RX- 400

Рис. 4.23. Дорожная фреза Roadtec RX- 400

Немецкая компания Dynapac выпустила три модели данного типа техники. Все фрезы Dynapac оснащены двигателями Cummins мощностью от 60 до 600 л.с. и программируемым электронным управлением.

Известны также холодные фрезы итальянской компании Bitelli (четыре базовые модели с двигателями мощностью от 68 до 340 кВт), Ingersoll- Rand (США), Gehl (США-ФРГ, навесная холодная фреза, монтируемая на погрузчик), Marks (Германия, гамма фрез мощностью от 24 до 559 кВт и эксплуатационной массой от 2,5 до 53 т), Martimex Alfa (Словакия).

Сегодня холодные фрезы - нс просто механизмы для разрушения изношенного дорожного полотна, это высокотехнологичное оборудование, каждая функция которого не случайна. За сорок лет развития эта техника революционно изменила технологию обновления дорожных покрытий, но, по всей видимости, впереди неизбежны новые открытия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >