Какую технологию предпочесть - американскую или европейскую?

Еще в 30-ые годы 20-го века отечественные строители начали использовать европейскую технологию. Она применяется в России по сегодняшний день. Принцип работы весьма прост: из автомобиля-самосвала в бункер асфальтоукладчика подается асфальтобетонная смесь, затем с помощью пластичного питателя она оправляется в шнековую камеру и распределяется поперек покрытия. Далее, сперва трамбующим брусом, а затем пассивной или выглаживающей виброплитой, осуществляется частичное уплотнение смеси.

В 40-ых годах 20-го века в Америке возникла необходимость строительства большого количества дорог за довольно сжатые сроки. В связи с этим американскими специалистами была разработана принципиально новая скоростная технология, позволяющая осуществлять укладку непрерывно. Главные отличие между американской и европейской технологиями - наличие в первой одного или нескольких дополнительных агрегатов между самосвалом и асфальтоукладчиком.

Существует три схемы работы "по-американски":

• качество уложенного слоя (постоянная толщина, монолитность и плотность слоя, требуемые параметры ровности и поперечного уклона) асфальтобетонная смесь из самосвала загружается в приемный бункер (по типу бункера асфальтоукладчика), далее - в бункер или на ленту передвижного транспортера, а затем поступает в бункер асфальтоукладчика.
• асфальтобетонная смесь из самосвала загружается в продольный валик. Далее подборщиком смесь подается в бункер асфальтоукладчика.
• смесь из самосвала также загружается в продольный валик. Затем подборщиком она подается в передвижной бункер-накопитель или в приемный бункер широкого передвижного транспорта, далее - в бункер асфальтоукладчика.

Во всех трех вариантах движение укладчика непрерывное.

Различные фирмы снабжают используемые в таких схемах машины специальными устройствами, которые дополнительно перемешивают асфальтобетонную смесь. Такое перемешивание позволяет разрушить комья, образовавшиеся при слеживании и охлаждении смеси, выровнять её температуру, устранить сегрегацию.

При применении американских схем скорость увеличивается в 2-10 раз по сравнению со скоростью при использовании европейской технологии.

Технологическая схема "валик-бункер" обладает определенным набором преимуществ перед другими схемами. Главные преимущества и показатели перспективности развития такой технологии следующие:

• Высокие темпы: скорость работ зависит только от рабочей скорости укладчика, что позволяет выполнять большее количество работы за тот же промежуток времени.
• Качество: положительно сказывается отсутствие остановок в движении укладчика, а также поддержание постоянной температуры смеси. Как итог - укладываемый слой имеет постоянную толщину, монолитность и плотность, соблюдаются необходимые параметры ровности и поперечного уклона, соединение сменных захваток и смежных полос слоя плотное.
• Потери асфальтобетонной смеси: в случае резкого изменения погодных условий, потери зависят от охлаждения смеси.
• Затраты: низкая стоимость комплекта техники и расхода энергоресурсов определяет экономичность применения самого технологического процесса.
• Безопасность работ: на безопасность влияет количество машин на мете укладки.

Более детально проанализировать американскую технологию можно через рассмотрение временных затрат на выработку асфальтобетонной смеси из кузова самосвала разной грузоподъемности. Причем рассматриваться будут варианты как без учета, так и с учетом различной вместимости бункеров асфальтоукладчиков.

1. Без учета вместимости бункера.

Временные расчеты показывают, что в случае, когда общее время выработки смеси, выгруженной из кузова одного самосвала:

• более 4-х минут - времени достаточно для того, чтобы самосвал подъехал к укладчику, разгрузился и отъехал от него;
• 3 - 4 минуты - режим работы нестабилен;
• менее 3-х минут - самосвал не может выполнить цикл. Как следствие - вынужденные остановки асфальтоукладчика. Условия непрерывной работы некоторых асфальтоукладчиков на верхнем и нижнем слоях при использовании самосвалов различной грузоподъёмности отображёны в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Верхний слой

Таблица 2. Нижний слой

2. С учетом вместимости бункера.

Учет различной вместимости бункеров асфальтоукладчиков вносит в расчеты затрат времени на выработку асфальтобетонной смеси весомые поправки. Увеличение объема бункера дает возможность использовать его как накопитель и увеличивает скорость выгрузки смеси из самосвала.

Расчеты времени показывают, что в случае, когда общее время выработки смеси из бункера:

• более 3-х минут - цикл работы самосвала замкнут;
• 2 - 3 минуты - режим работы нестабилен;
• менее 2-х минут - цикл работы самосвала не замкнут (работа укладчика быстрее, чем выгрузка самосвала).

Непрерывная работа некоторых асфальтоукладчиков с бункерами различной вмести мости на верхнем и нижнем слоях возможна при соблюдении условий, описанных в таблицах 3 и 4.

Таблица 3. Верхний слой

Таблица 4. Нижний слой

Если рассматривать европейскую технологию, то проведя расчёты потребности в асфальтобетонной смеси (в час) для обеспечения разных скоростей устройства верхнего и нижнего слоев покрытия (при вместимости бункера укладчика 12, 14 и 18 тонн) можно сделать следующий вывод:

223,6 тонн смеси в час - максимальное количество смеси, которое может быть уложено одним укладчиком при непрерывной работе (и это при условии, что в расчет брались самосвал большой грузоподъемности и бункер большей вместимости (18 т)) по европейской технологии.

Асфальтоукладчики Нового и Старого Света

Американские асфальтоукладчики, в сравнении с европейскими, имеют большую рабочую скорость и производительность, но меньшую ширину укладки и вместимость бункера, также большинство машин снабжены менее мощными двигателями. Но как показывают опросы, весьма редко возникает необходимость большой ширины. Так, к примеру, укладчики Vogele Super-2500 очень редко работают с шириной более 8 - 9 м. Описывая американскую технологию упоминалась схема "валик-бункер". Функции накопителя в подобной схеме в европейском варианте может частично выполнять сам бункер большой вместимости. Соответственно, становится возможным непрерывный процесс с высокими темпами работы.

Сравнивая режимы работы уплотняющих органов можно заключить, что они весьма различны. Практически все европейские асфальтоукладчики снабжены трамбующим брусом с частотой от 0 - 21 до 0 - 31 Гц, американские - нет. В европейских машинах вибрационная плита имеет частоту от 0 - 50 до 0 - 70 Гц, в американских же частота вибрации на выглаживающей плите составляет от 0 - 30 до 0 - 58 Гц.

В случае использования европейской технологии зачатую возникаю неровности. Однако причиной таких неровностей не являются автоматические системы управления по струне и поперечному уклону, так как они устанавливаются как на европейских, так и на американских машинах. Соответственно, можно говорить о том, что причиной является только используемая технологическая схема, имеющая ряд недостатков:

• изменение скорости машины;
• остановки машины;
• сдвиг укладчика назад при ударе колес самосвала о его ролики;
• незаполненная шнековоя камеры (из-за полной выработки смеси из бункера);
• изменение температуры смеси в процессе работы машины.

Американская технология позволяет исключить  большую часть описанных выше недостатков по таким причинам как:

• постоянная скорость работы;
• отсутствуют остановки;
• сдвиг укладчика назад невозможен;
• постоянно заполнен бункер укладчика.

Однако остается еще одна причина появления неровностей, на которую в Америке обращают особое внимание - непостоянная температура асфальтобетонной смеси.

Изменение температуры воздуха и нижнего слоя покрытия в течение мая - сентября в России значительно больше, что дополнительно ограничивает строительный сезон июнем - августом. В данной ситуации наиболее оптимальным выбором одной из американских технологий будет схема "накопитель - бункер укладчика", которая наименее чувствительная к температуре воздуха и нижнего слоя.

Рассчитав время выработки смеси из накопителя и бункера укладчика при разных скоростях укладки можно заключить, что опасности вынужденной остановки нет:

• для верхнего слоя - до темпа 3000 метров в смену;
• для нижнего слоя - до темпа 1500 метров в смену;

Соответственно: 669,6 тонн смеси в час - максимальное количество смеси, которое может быть уложено одним укладчиком при непрерывной работе по американской технологии без образования валика. Напомним, что при применении европейской (отечественной) технологии это количество смеси равно 223,6 тонн в час, что в 3 раза меньше, чем при использовании американской. Это наглядно демонстрирует основные технологические и технические параметры американских машин.

Производительность в 544 тонн асфальтобетонной смеси в час дает использование перегружателя SВ-2500 или непрерывного транспортера МС-330, 1 829 тонн смеси в час - с подборщиком ВG-650. Такая производительность подборщика обеспечивает темп по верхнему слою - до 6000 м в смену, по нижнему - до 4000. Также следует отметить, что одновременно с этим:

• потери в температуре смеси меньше, чем при использовании накопителя;
• в бункер укладчика загружается горячая смесь, т.к. основание под валиком прогрето;
• отсутствуют безвозвратные потери асфальтобетонной смеси в случае резкого изменения погоды: смесь из валика загружается в самосвалы и поставляется на асфальтобетонный завод для перегрузки в бункеры-термосы или для добавки в новую смесь, так же смесь загружается в самосвалы из накопителя;
• происходит постоянное заполнение шнековой камеры и ускоренная подача смеси к краям укладываемого слоя за счёт того, что подборщик оставляет на основании необходимый слой смеси;
• нет необходимости вложения больших средств для закупки накопителя: перегружатель и прицепной образователь валика сравнительно недорогие.

Американская схема "валик-бункер" может применятся летом без увеличения стоимости комплекта машин. При этом возможный темп укладки верхнего и нижнего слоев - до 4000 - 6000 м в смену (ширина - до 9 м). При использовании же схемы "накопитель-бункер" (также американской) необходимо увеличение стоимости комплекта машин, однако ее применение в условиях России возможно в течение всего строительного сезона. Темп при такой схеме: верхнего слоя - до 2500 - 3000 м в смену, нижнего - до 1000 - 1500 м в смену (ширина - до 9 м).

Подводя итоги можно с уверенностью сказать, что по сравнению с европейской технологией и комплектами машин американская имеет ряд преимуществ и, как результат - повышенные темпы строительства при одновременном улучшении качества укладываемого слоя за счет непрерывного процесса.

Затраты времени на выработку смеси из кузова самосвала различной грузоподъемности
без учета вместимости бункера асфальтоукладчика

Затраты времени на выработку смеси из бункера асфальтоукладчика
(с оставлением в бункере 4 т смеси)

Примечание. В числителе - приукладке верхнего (6см), а в знаменателе
- нижнего (12 см) слоя покрытия

Расчетная часовая потребность в асфальтобетонной смеси
для обеспечения разных темпов укладки покрытия при вместимости накопителя (конввейера или перегружателя)
и бункера асфальтоукладчика, равной 33,6 и 38,1 т

Расчетное время выработки смеси из накопителя (мобильного конвейера) и бункера асфальтоукладчика
при разных темпах укладки

Примечание. В числителе - при укладке верхнего (6см), а в знаменателе - нижнего (12 см) слоя покрытия

Сравнение технологических схем

Основные параметры европейских и американских гусеничных асфальтоукладчиков

Основные технические и технологические параметры американских машин,
дополняющих в техническом смысле асфальтоукладчик

Часовая потребность в асфальтобетонной смеси для обеспечения разных темпов укладки слоев покрытия
по веропейской схеме при вместимости бункера асфальтоукладчика 12, 14 и 18 т

По материалам журнала «Основные средства»

Асфальтоукладчики в Торговой системе спецтехники