RU2119563C1

RU2119563C1 - Method for compaction of mixes primarily concrete and asphaltic-concrete

Info

Publication number: RU2119563C1
Application number: RU97106672A
Authority: RU
Inventors: И.Б. Абдуллин; С.Е. Малашкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество Агенство "Одиссей"
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-09-27
Also published as: WO1998048115A1

Abstract

FIELD: motor road building technology. SUBSTANCE: this can be used in construction and repair of motor roads. Mix is delivered in batches at given height above road surface directly under compacting rolls which form first group of compacting rolls. Each batch of delivered mix is compacted by first group of compacting rolls until achieving preset density and thickness of required course of pavement. Final compaction and finishing of road pavement are carried out by means of second group of compacting rolls. Application of aforesaid method ensures producing of equally dense pavement in depth, improving quality and prolonging service life of pavement, also ensures equally dense patches and old pavement in repair of motor roads. EFFECT: higher efficiency. 6 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к дорожному строительству, в частности может быть использовано при строительстве и ремонте шоссейных дорог, улучшении грунтовых дорог, асфальтировании боковых стенок водных каналов, изготовлении специальных, например, токопроводящих бетонных покрытий. The invention relates to road construction, in particular, can be used in the construction and repair of highways, improvement of dirt roads, asphalting of the side walls of water channels, the manufacture of special, for example, conductive concrete coatings.

Известны способы уплотнения смесей, используемые в настоящее время в дорожном и ином строительстве, основанные на вертикальном воздействии (в том числе - вибровоздействии) на заранее распределенный слой смеси (SU а.с. N 1470507, кл. B 28 B 1/08, 1989 г., SU a.c. N 473780, кл. E 01 C 19/28, 1975 г. , GB, патент N 1456503, кл. E 01 C 23/06, 1976 г., US, патент N 3450011, кл. E 01 C 19/42, 1969 г.)
Известными способами уплотняются жесткие, в том числе мелкозернистые смеси на неорганическом и органическом вяжущем, а также мелкодисперсные системы с сухим и вязким трением частиц.Known methods of compaction of mixtures currently used in road and other construction, based on the vertical effect (including vibration) on a pre-distributed layer of the mixture (SU A.S. N 1470507, class B 28 B 1/08, 1989 g., SU ac N 473780, class E 01 C 19/28, 1975, GB, patent N 1456503, class E 01 C 23/06, 1976, US, patent N 3450011, class E 01 C 19/42, 1969)
Known methods are compacted hard, including fine-grained mixtures on an inorganic and organic binder, as well as fine systems with dry and viscous friction of particles.

Недостатком известных способов уплотнения является то, что при их осуществлении воздействие только нормальных статистических или динамических сил не ликвидирует псевдоуплотненных образований, например, арочного эффекта. Для устранения указанного недостатка необходимо создать комплекс нагрузок с перепадом давлений в смежных слоях частиц, и создать наряду с нормальными - тангенциальные составляющие силы давления. A disadvantage of the known compression methods is that when they are implemented, the effect of only normal statistical or dynamic forces does not eliminate pseudo-densified formations, for example, an arched effect. To eliminate this drawback, it is necessary to create a set of loads with a pressure differential in adjacent layers of particles, and create, along with normal ones, the tangential components of the pressure force.

Частично указанный недостаток устраняется в технических решениях по заявке DE, N 2702813, кл. E 01 C 23/06, 1978 г. и US a.c. N 1201152, кл. B 28 B 13/02, 1985 г. , последнее из которых выбрано в качестве ближайшего аналога предложенному способу и устройству. Partially indicated disadvantage is eliminated in technical solutions according to the application DE, N 2702813, cl. E 01 C 23/06, 1978 and US a.c. N 1201152, cl. B 28 B 13/02, 1985, the last of which was selected as the closest analogue to the proposed method and device.

В известном техническом решении смесь подают под укатывающие ролики устройства для уплотнения смеси и осуществляют послойное уплотнение каждой порции смеси. In a known technical solution, the mixture is fed under the rolling rollers of the device for compaction of the mixture and layer-by-layer compaction of each portion of the mixture is carried out.

Недостатком является то, что известное техническое решение не приспособлено для укладки полотна шоссейной дороги и, кроме того, не обеспечивает необходимого качества поверхности дорожного покрытия. The disadvantage is that the known technical solution is not adapted for laying the highway road and, in addition, does not provide the necessary surface quality of the road surface.

Задачей изобретения является получение слоя покрытия с одинаковой плотностью по глубине, повышение его качества и, соответственно, долговечности, обеспечение одинаковой плотности "заплат" и старого покрытия при ремонте дорог. The objective of the invention is to obtain a coating layer with the same density in depth, increasing its quality and, accordingly, durability, ensuring the same density of “patches” and the old coating when repairing roads.

Поставленная задача достигается за счет того, что смесь подают под укатывающие ролики порционно и уплотняют последовательно каждую порцию смеси, создавая при этом тангенциальные составляющие давления за счет совмещения поперечного и продольного перемещения укатывающих роликов. The task is achieved due to the fact that the mixture is fed under the roll rollers in batches and each portion of the mixture is compacted sequentially, while creating tangential pressure components by combining the transverse and longitudinal movement of the roll rollers.

Смесь поступает из дозаторов непосредственно под укатывающие ролики первой группы, которые установлены на опорной раме с возможностью возвратно-поступательного и разнонаправленного перемещения по отношению ко второй группе укатывающих роликов. При этом, заданная плотность и толщина окончательного слоя достигается в процессе работы первой группы укатывающих роликов, а вторая группа укатывающих роликов предназначена для отделки и доуплотнения покрытия. The mixture comes from the dispensers directly under the rolling rollers of the first group, which are mounted on a support frame with the possibility of reciprocating and multidirectional movement with respect to the second group of rolling rollers. Moreover, the specified density and thickness of the final layer is achieved during the operation of the first group of rolling rollers, and the second group of rolling rollers is designed for finishing and sealing the coating.

Повышение качества покрытия обеспечивается также тем, что дозаторы в зависимости от жесткости и зернистости смеси устанавливают на таком расстоянии от уплотняемой поверхности, которое обеспечивает получение оптимальной толщины слоя каждой порции смеси, образуемого при перемещении дозаторов. Оптимальная толщина слоя каждой порции смеси определяется расчетным или опытным путем в зависимости от вида и качества смеси, при условии обеспечения максимального равномерного и бездефектного уплотнения. Кроме того, в процессе работы устройства производится контроль плотности поверхности с помощью соответствующих датчиков. Придание укатывающим роликам принудительного вращательного движения также препятствует появлению дефектов и способствует повышению качества уплотняемой поверхности. Improving the quality of the coating is also ensured by the fact that the dispensers, depending on the stiffness and grain size of the mixture, are installed at such a distance from the sealing surface that the optimum thickness of the layer of each portion of the mixture formed when moving the dispensers is obtained. The optimal layer thickness of each portion of the mixture is determined by calculation or experimentally, depending on the type and quality of the mixture, provided that the maximum uniform and defect-free compaction is ensured. In addition, during the operation of the device, surface density is monitored using appropriate sensors. Giving the rolling rollers a forced rotational movement also prevents the occurrence of defects and improves the quality of the sealing surface.

При реализации предложенного способа происходит переукладка частиц, максимальное их сближение под действием градиента динамического давления в импульсном режиме, переход частиц в стабилизированное уплотненное состояние, когда число контактов каждой частицы со смежными увеличивается. Процесс уплотнения в данном случае "растянут" во времени и имеет большую амплитуду по сравнению с вибрационным или ударным воздействием. Это необходимо, чтобы частицы "успели" переместиться по траектории контакта и занять свою ячейку в упаковке частиц. When the proposed method is implemented, particles are re-arranged, their closest approach under the action of a dynamic pressure gradient in a pulsed mode, the particles transition to a stabilized compacted state, when the number of contacts of each particle with adjacent particles increases. The compaction process in this case is "stretched" in time and has a large amplitude compared to vibration or shock. This is necessary so that the particles “have time” to move along the contact path and occupy their cell in the particle packing.

Реализуется данный способ уплотнения смесей в процессе использования устройства для уплотнения смесей, которое можно классифицировать как импульсно-роликовое устройство. This method of compaction of mixtures is implemented in the process of using a device for compaction of mixtures, which can be classified as a pulse-roller device.

Результаты математического моделирования показали, что при смещении слоев в зоне контакта ролика и, например, бетона возникает импульсное воздействие, приводящее к дополнительному уплотнению смеси. При этом, желаемая плотность покрытия задается числом проходов роликов и контролируется датчиками в процессе укладки. Для разравнивания и укладки сыпучих смесей используются роликовые катки небольшого диаметра, а на ролик, для выравнивания тангенциальных скоростей, дополнительно подается вращающий момент. Вследствие комбинации тангенциальных и радиальных воздействий достигается высокая степень уплотнения смеси (максимальная плотность упаковки гранул). The results of mathematical modeling showed that when the layers are displaced in the contact zone of the roller and, for example, concrete, a pulsed action occurs, leading to additional compaction of the mixture. In this case, the desired coating density is determined by the number of passes of the rollers and is monitored by sensors during installation. For leveling and laying loose mixtures, small-diameter roller rollers are used, and torque is additionally supplied to the roller to equalize tangential speeds. Due to the combination of tangential and radial effects, a high degree of compaction of the mixture is achieved (maximum packing density of the granules).

Преимущество импульсно-роликового устройства заключается в том, что в нем совмещаются процессы подачи, разравнивания и уплотнения смеси, обеспечивая при этом высокую плотность и однородность покрытия. The advantage of the pulse-roller device is that it combines the processes of feeding, leveling and compaction of the mixture, while ensuring high density and uniformity of the coating.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - представлен общий вид устройства;
на фиг. 2 - схема подачи смеси в распределительный бункер;
на фиг. 3 - вид устройства сзади;
на фиг. 4 - вид устройства спереди;
на фиг. 5 - схема импульсного воздействия ролика на смесь;
на фиг. 6 - схема возможного распределения частиц смеси при радиальном воздействии уплотняющего элемента;
на фиг. 7 - схема распределения частиц смеси при совмещении радиального и тангенциального воздействия,
на фиг. 8 - поперечный разрез рабочего органа;
на фиг. 9 - продольный разрез рабочего органа;
на фиг. 10 - вид сверху на рабочий орган;
на фиг. 11 - схема отделки края покрытия.The invention is illustrated by drawings, where:
in FIG. 1 - shows a General view of the device;
in FIG. 2 is a diagram of a mixture supply to a distribution hopper;
in FIG. 3 is a rear view of the device;
in FIG. 4 is a front view of the device;
in FIG. 5 is a diagram of a pulsed action of a roller on a mixture;
in FIG. 6 is a diagram of a possible distribution of particles of a mixture under the radial effect of a sealing element;
in FIG. 7 is a diagram of the distribution of particles of a mixture when combining radial and tangential effects,
in FIG. 8 - cross section of the working body;
in FIG. 9 - a longitudinal section of the working body;
in FIG. 10 is a top view of the working body;
in FIG. 11 is a diagram of the finish of the edge of the coating.

Устройство импульсно-роликового типа может быть использовано в качестве уплотняющего органа асфальтоукладчика или в качестве навесного агрегата строительных машин. The pulse-roller type device can be used as a sealing body of an asphalt paver or as a mounted unit of construction machines.

В данном примере устройство выполнено в виде укладчика смеси, который состоит из приемного бункера 1, двигателя и гусеничных движителей 2. Рабочий орган связан с корпусом укладчика при помощи гидроцилиндров уровня 3, корпуса транспортера 4 для подачи смеси и гидроцилиндров 5 для регулировки положения рабочего органа. Гидроцилиндры 5 одними концами закреплены на корпусе транспортера 4, а другими - на опорной раме 6 рабочего органа. In this example, the device is made in the form of a mixture stacker, which consists of a receiving hopper 1, an engine and caterpillar movers 2. The working body is connected to the stacker body using level 3 hydraulic cylinders, the conveyor housing 4 for supplying the mixture, and hydraulic cylinders 5 for adjusting the position of the working body. The hydraulic cylinders 5 are fixed at one end on the conveyor body 4, and at the other on the supporting frame 6 of the working body.

Рабочий орган состоит из опорной рамы 6, на которой установлен распределительный бункер 7 с распределительным шнеком 8. На опорной раме 6 с возможностью разнонаправленного перемещения вдоль нее по направляющим 9 установлены две балки 10, на одной из которых размещена первая группа укатывающих роликов 11, а на другой - вторая группа укатывающих роликов 12. Укатывающие ролики 11 и 12 выполнены с возможностью вращения вокруг своей оси и связаны с приводом их вращения. Распределительный бункер 7 с распределительным шнеком 8 установлены над первой группой укатывающих роликов 11. The working body consists of a support frame 6, on which a distribution hopper 7 with a distribution screw is installed 8. On the support frame 6 with the possibility of multidirectional movement along it along the guides 9, two beams 10 are installed, one of which houses the first group of rolling rollers 11, and the other is a second group of rolling rollers 12. The rolling rollers 11 and 12 are rotatable about their axis and are connected to a drive for their rotation. The distribution hopper 7 with the distribution screw 8 is installed above the first group of rolling rollers 11.

Перед первой группой укатывающих роликов 11 смонтирован брус-компенсатор 13 с датчиками 14 для контроля напряжений в смеси. За второй группой укатывающих роликов 12 расположен виброгаситель-разглаживатель смеси 15. Толщина слоя покрытия задается подвижным бортом 16 с помощью регулятора 17 толщины слоя. In front of the first group of rolling rollers 11, a beam compensator 13 with sensors 14 is mounted to control the stresses in the mixture. Behind the second group of rolling rollers 12 is a vibration absorber-smoothing mixture 15. The thickness of the coating layer is set by the movable side 16 using the regulator 17 of the layer thickness.

Толщина слоя подсыпки под укатывающие ролики 11 регулируется дозаторами 18, которые размещены между укатывающими роликами 11. На укладчике установлен электронный блок управления 19, связанный с датчиком 14. The thickness of the bedding layer for the rolling rollers 11 is controlled by dispensers 18, which are placed between the rolling rollers 11. An electronic control unit 19 is connected to the stacker on the stacker, and it is connected to the sensor 14.

Распределительный бункер 7 состоит из верхней неподвижной части 20 и нижней подвижной части 21, на которой закреплены дозаторы 18. Нижняя подвижная часть 21 выполнена с возможностью перемещения вдоль опорной рамы 6 совместно с первой группой укатывающих роликов 11. The distribution hopper 7 consists of an upper fixed part 20 and a lower movable part 21, on which the dispensers are fixed 18. The lower movable part 21 is arranged to move along the support frame 6 together with the first group of rolling rollers 11.

Способ осуществляется, а устройство работает следующим образом. The method is carried out, and the device operates as follows.

Смесь подается в приемный бункер 1, откуда она по транспортеру 4 независимо вправо и влево поступает в распределительный бункер 7 и распределяется вдоль него шнеком 8. Из распределительного бункера 7 смесь поступает в дозаторы 18, из которых смесь подается под укатывающие ролики 11. При помощи дозаторов 18 задают высоту слоя подсыпки, которая определяется расстоянием между нижними кромками дозаторов 18 и уплотняемой поверхностью или плоскостью, проходящей через нижние образующие укатывающих роликов 11. Укатывающие ролики 11 совершают возвратно-поступательное перемещение и последовательно уплотняют каждую порцию смеси. Движущийся ролик создает в смеси сдвиг и заставляет частицы смеси интенсивно "паковаться". The mixture is fed into the receiving hopper 1, from where it is conveyed by the conveyor 4 independently to the right and left to the distribution hopper 7 and distributed along it by the screw 8. From the distribution hopper 7, the mixture enters the dispensers 18, from which the mixture is fed under the pick-up rollers 11. Using the dispensers 18 set the height of the bedding layer, which is determined by the distance between the lower edges of the dispensers 18 and the sealing surface or plane passing through the lower generatrices of the rolling rollers 11. The rolling rollers 11 progressive movement and sequentially compact each portion of the mixture. A moving roller creates a shift in the mixture and causes the particles of the mixture to intensively "pack".

В процессе перемещения роликов осуществляется контроль за степенью уплотнения смеси с помощью электронного блока управления 19, на который подаются сигналы от датчиков 14, расположенных на брусе-компенсаторе 13. После достижения необходимой плотности покрытия 22, электронный блок управления 19 подает команду на двигатель и гусеничные движители 2 для поступательного перемещения укладчика. Практически, за счет непрерывной работы роликов, с помощью датчиков 14, задается скорость перемещения укладчика. In the process of moving the rollers, the degree of compaction of the mixture is monitored using an electronic control unit 19, to which signals from sensors 14 located on the beam-compensator 13 are supplied. After reaching the required coating density 22, the electronic control unit 19 gives a command to the engine and tracked vehicles 2 for translational movement of the stacker. In practice, due to the continuous operation of the rollers, using the sensors 14, the speed of movement of the stacker is set.

Доуплотнение и отделка уплотненной смеси производится второй группой укатывающих роликов 12. Sealing and finishing the compacted mixture is carried out by the second group of rolling rollers 12.

Для ликвидации остаточных напряжений в смеси и отделки покрытия 22 около бортов 17, концевые части виброгасителя-разглаживателя 15 закруглены. За виброгасителем-разглаживателем 15 выходит готовое покрытие 22, которое не требует повторного уплотнения катками. To eliminate residual stresses in the mixture and finish the coating 22 near the sides 17, the end parts of the vibration damper-smoothing 15 are rounded. Behind the vibration damper-smoothing device 15 there is a finished coating 22, which does not require re-compaction with rollers.

Claims

1. The method of compaction of mixtures, mainly concrete and asphalt concrete, which consists in the fact that the mixture is fed under the roll rollers in portions and layer by layer densification of each portion of the mixture, while two groups of rolling rollers give multidirectional reciprocating movement in the transverse direction relative to the translational movement of the device for compaction of mixtures, and the movement of the latter is carried out upon reaching a predetermined density and thickness of the final layer of the sealing surface, tlichayuschiysya in that the portions of the mixture fed compacted between rollers of the first group, wherein the predetermined density and thickness of the final layer of the sealing surface is obtained during operation ukatyvayut first group of rollers and the second group of rollers carried ukatyvayut douplotnenie and finish sealing surface.

2. The method according to claim 1, characterized in that the density control of the sealing surface is carried out continuously by means of sensors that are located in front of the first group of rolling rollers.

3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the mixture is fed at a predetermined distance from the surface to be sealed to obtain the optimum thickness of the bedding layer.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the rollers give a forced rotational movement.

5. A device for sealing mixtures, mainly concrete and asphalt concrete, containing a support frame, a distribution hopper with screws and dispensers, and two groups of rolling rollers placed on the respective beams with the possibility of reciprocal movement relative to each other in the transverse direction relative to the translational movement of the device, characterized in that the distribution hopper is installed above the first group in the direction of travel of the rolling rollers, and the dose tori are placed between the latter at a predetermined distance from the surface to be sealed to obtain the optimal thickness of the backfill layer.

6. The device according to claim 5, characterized in that it is equipped with sensors for monitoring the density of the sealing surface, placed in front of the first group of rolling rollers.