Факторы, влияющие на ровность дороги
Асфальтобетонные покрытия, как правило, долго не выдерживают таких многократно повторяющихся перегрузок, так как нормативное значение коэффициента динамичности, принимаемое при прочностных расчетах дорожной одежды, не превышает 1,15. Вот почему в местах появления различных дефектов, деформаций и неровностей на покрытии размеры последних очень быстро увеличиваются, еще в большей степени ухудшая показатели дороги по ровности.
Если строить и сдавать дороги одновременно прочными и ровными, можно значительно увеличить гарантийные сроки своих объектов, и такой российский дорожно-строительный подрядчик, как компания ВАД, хорошо это понимает и неуклонно воплощает на практике, доводя контрактные и фактические гарантийные сроки многих своих объектов до 7 лет. Этого удалось добиться главным образом за счет постоянной заботы о повышении качества и равномерности уплотнения земляного полотна, щебеночных оснований и асфальтобетонных покрытий, а также непрерывного поиска и применения наиболее совершенных и результативных технологических приемов и средств укладки этих материалов более ровными слоями.
Внедрение технологии укатки асфальтобетона комбинацией вибрационных и статических катков, являющейся собственной разработкой компании, позволило ей не только поднять средний уровень получаемой плотности, но и добиться стабильной реализации этой цели на всех без исключения объектах. И ровности устраиваемых покрытий компания ВАД всегда уделяет особое внимание. Поэтому в арсенале используемых новинок в свое время появились скоростные автосамосвалы Volvo, способные быстро и без существенных потерь тепла доставлять горячую асфальтобетонную смесь на расстояние до 150 километров, специальные перегрузчики Shuttle Buggy американской фирмы Roadtec, бесконтактно подающие смесь из автосамосвала в бункер асфальтоукладчика с одновременным устранением ее гранулометрической и температурной сегрегации, а также длинномерные двойные копирные лыжи.
Можно выделить 6 групп факторов, каждая из которых определенным образом влияет на ровность укладываемого дорожно-строительного материала. Это подготовка и состояние основания под укладку асфальтобетонных слоев, состав и состояние асфальтобетонной смеси, особенности доставки смеси на укладку и ее загрузки в бункер укладчика, техническое состояние, правильность настройки и режим работы отдельных механизмов, рабочих органов и в целом самого укладчика, несовершенный тип, плохая настройка или не очень точная и стабильная работа копирной лыжи и автоматической системы укладчика по поддерживанию поперечных уклонов и ровного продольного профиля укладываемого покрытия, а также неточная работа дорожных катков, идущих за укладчиком. Последние способны существенно ухудшить ровность хорошо устроенного укладчиком покрытия.
Сегодня трудно представить себе современный асфальтоукладчик без автоматической системы поддержания заданного поперечного уклона и ровности продольного профиля покрытия дороги. Лет 40-45 назад функцию этой автоматики выполняли два оператора выглаживающей плиты, вручную корректируя угол атаки этой плиты и ее поперечное положение. Затем, после внедрения на строительных и дорожных машинах гидравлики, а на укладке асфальтобетона — копирных струн и лыж, появилась возможность перевести процесс управления рабочей плитой укладчика и качеством устройства покрытий в автоматический режим. В результате чего показатели ровности дорог заметно улучшились.
Смысл работы автосистемы укладчика со струной или лыжей состоит в том, что в качестве базовой поверхности, от которой должна работать система, не может быть принята реальная поверхность нижележащего основания с ее возможными буграми, впадинами и волнами. Для этого нужна либо ровно и туго натянутая по нивелиру бесконечная струна, либо длинная жесткая лыжа, скользящая по основанию совместно с перемещением укладчика и нивелирующая, т.е. сглаживающая, бугры и впадины до более ровного продольного профиля поверхности будущего слоя покрытия.
За вертикальным положением линии профиля или лыжи следит щуповый датчик автоматики, опирающийся на струну или лыжу и посылающий соответствующие сигналы в блок сравнения, из которого поступают управляющие команды в гидравлическую систему гидроцилиндров подъема или опускания шарнирной точки крепления продольных брусьев рабочей плиты. Это команды на изменение угла атаки рабочей плиты, и таким образом, на корректировку толщины укладываемого слоя асфальтобетона.
Следует обратить внимание на два важных обстоятельства. Во-первых, на длину лыжи, минимальное значение которой должно быть увязано с амплитудами и длинами волн неровностей на основании. Чем менее ровно основание, тем длиннее должна быть лыжа. В самом худшем случае этих показателей основания идеальной может стать бесконечная ровно натянутая струна, наиболее оптимальный аналог лыжи. Поскольку же очевидно, что чем длиннее лыжа, тем ровнее покрытие, ВАД почти на всех своих укладчиках использует двойные лыжи, длина которых достигает 24 метра.
Во-вторых, совместная работа автоматики и гидравлики укладчика будет безупречной в том случае, когда время импульсных сигналов и команд автоматики будут соответствовать необходимому времени срабатывания гидроцилиндров, регулирующих угол атаки рабочей плиты. Любую гидравлическую систему дорожной машины, в частности, асфальтоукладчика, характеризуют вполне конкретные рабочее давление, величина и скорость потока гидравлической жидкости, габариты гидроцилиндров, диаметры шлангов и патрубков, которые и определяют необходимый первоначальный силовой момент, то есть величину давления и продолжительность его действия, что нужно для того, чтобы своевременно и плавно переместить шток гидроцилиндра вверх или вниз на требуемую величину.
Сам силовой момент создается жидкостью от работающего гидронасоса, поступающей в гидроцилиндр через электрически управляемый электромагнитный клапан. Время действия электрического сигнала по команде электронной системы управления, или импульс автоматики, должно быть равно времени работы электромагнитного клапана. Минимальный импульс автоматики должен соответствовать минимальному сроку начала срабатывания штока гидроцилиндра. Если импульс автоматики окажется недостаточным, движение штока будет замедленным. Наоборот, при очень большом импульсе движения штока будут резкими и, может быть, даже чрезмерными по величине.
Поэтому требуется четкое согласование продолжительности электрического импульса электронной системы со временем необходимого импульса для конкретной гидравлической системы укладчика. На разных моделях и типах последних это время может составлять от 0,01 до 0,1 секунды. Например, на укладчиках Dynapac оно близко к 100 миллисекундам, Voegele комплектует свои последние укладчики автоматикой со скоростью 60 миллисекунд, а на некоторых укладчиках фирмы Ingersoll Rand-ABG, которые комплектуются автоматикой фирмы MOBA Mobile Automation, такое время может составлять 35- 50 миллисекунд.
При отсутствии указанного согласования автоматика работает плохо, не обеспечивая ожидаемой ровности покрытия. Поэтому аналоговые электронные приборы создаются с различным временем импульса и тщательно подбираются под конкретный экземпляр укладчика. Современные же цифровые приборы можно регулировать и подстраивать на необходимую продолжительность импульса. В этом их преимущество перед аналоговыми приборами. На все на это следует обращать внимание экипажа асфальтоукладчика, в противном случае автоматика и гидравлика будут срабатывать несвоевременно и порождать неровности на покрытии.
В последнее время фирмы, причастные к разработке и выпуску автоматических систем управления рабочими органами асфальтоукладчиков, холодных планировочных фрез, автогрейдеров, бульдозеров, стали проявлять заметную активность в своих усилиях по созданию новых, более совершенных типов таких систем. Обусловлено это возросшими требованиями государственных и иных заказчиков к качеству возводимых дорожных сооружений. И в Европе, и в Америке давно и успешно действует принцип гарантийных обязательств подрядчика перед заказчиком. В Азии тоже расширяется использование этого принципа. А в таких странах, как Испания, Франция, Ирландия, окончательный расчет за построенную дорогу связывают непосредственно с ее качеством. Чем выше качество, тем более высокая плата. Поэтому все технологические новинки, работающие на качество, находят позитивное отношение у их потребителей.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 34 за 2009 год в рубрике дороги
