Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Дороги завтрашнего дня Специализированные новинки техники и оборудования на выставке в Дюссельдорфе Несмотря на все усилия экологических автоненавистников пересадить немецкий народ с «железного коня» на электричку или велосипед, темпы развития отраслей, связанных с автомобильным транспортом, в Германии не снижаются. Даже высокие цены на горючее и пропавшие в финансовом кризисе сбережения не изменили этой тенденции. Расширение Евросоюза привело к усилению интеграционных связей между странами и к дальнейшему росту грузовых автоперевозок. В первую очередь это относится к Германии с ее центральным транспортным и индустриальным?положением?в Европе. Так, грузопотоки на немецких автомагистралях?не?уменьшились даже после введения платы за проезд по ним грузовых автомобилей. Составленный в 1995 г. прогноз развития автотранспорта на 20-летний период (до 2015 г.) предусматривал увеличение объемов грузовых и пассажирских автоперевозок по авто­магистралям соответственно на 51% и 25%, а по федеральным дорогам — на 28% и 18%. Сегодня, по истечении половины указанного сро­ка, можно с уверенностью утверждать, что эти цифры будут превзойдены даже несмотря на заметные ограничения в отношении пропускной способности дорожной сети. По мере освобождения от идеологических иллюзий даже самым «зеленым» немецким политикам становится ясной необходимость срочной реконструкции дорожной сети, причем не только по экономическим, но и по экологическим соображениям. Повы­шенный выброс СО2 и перерасход горючего в транспортных пробках превосходят те далеко не бесспорные выгоды, которые торжественно провозглашаются в программах Евро­союза по снижению расхода бензина, сокращению мощности автомобильных двигателей и использованию биотоплива. Тревога по поводу способности магистральной дорожной сети принять все возрастающие транспортные потоки отчетливо прозвучала в материалах Германского дорожного конгресса, состоявшегося в октябре 2008 г. в Дюссельдорфе. Хотя этот конгресс национальный, он традиционно считается центральным событием в дорожной отрасли всего европейского пространства. В частности потому что в нем всегда принимают участие не только немецкие специалисты, но и представительные делегации дорожников Голландии, Швейцарии, Австрии и восточно-европейских стран. Кроме того, промышленность и наука Германии (а также соседних стран) вносят решающий вклад в общий технический прогресс в дорожной отрасли. Выражением такого прогресса стала сопутствовавшая мероприятию специализированная техническая выставка по дорожно-строительным технологиям, материалам и машинам. Она прошла в павильонах Дюссельдорфского экспоцентра — од­ного из самых больших и современных выставочных комплексов Германии. Подобная дорожная выставка, да еще и в рамках Конгресса имела специфическую направленность. Она не дублировала экспозиции аналогичных разделов многочисленных строительных форумов года, куда часто входила и дорожная тематика. На представленных стендах главное место отводилось специализированной технике, а также экспонатам, связанным с вопросами качества и долговечности дорожных конструкций, ремонта и эксплуатации магистралей. Проблема колейности и ее решения Одним из наиболее широко распространенных эксплуатационных дефектов, возникающих на асфальтобетонных покрытиях, является постепенное образование колеи в полосе наката на участках с тяжелым грузовым движением. Появляющееся углубление создает опасность аквапланирования, что резко уменьшает безопасность движения. К тому же такая колея изменяет статику конструкции, снижает ее устойчивость и укорачивает срок службы дорожной одежды. Уже сегодня так называемая колейность — проблема номер один для дорог с тяжелым движением. В будущем же, когда согласно прогнозам суммарная нагрузка на авто­магистрали достигнет 90–130 млн проходов расчетной десятитонной оси, колейность может превратиться в настоящее бедствие. Предотвратить такое колееобразование очень трудно, поскольку асфальтобетонные покрытия склонны к пластическому доуплотнению под многократными нагрузками. Кроме того, непосредственно починка колей с переформовкой асфальтобетона и восстановлением ровности поверхности стоит очень дорого, приводит?к?образованию?пробок?на участках ремонта и не дает длительной гарантии успеха. Ввиду важности изложенной проблемы понятен большой интерес дорожников к успешно развивающейся в последнее время революционной?технологии?компакт–асфальта. Она призвана уменьшить деформативность?и?колейность асфальтобетонного покрытия. Главная особенность технологии заключается в одновременной укладке нижнего и верхнего дорожных слоев по принципу «горячее на горячее» одним асфальтоукладчиком. Для этого последний дополнительно оснащается специальным компакт-модулем, созданным немецкой фирмой Kirchner. Такое устройство позволяет совместить на одной машине две независимые линии укладки. Компакт-модуль Kirchner состоит из жесткой рамы, на которой установлен подогреваемый 25-тонный бункер и трамбующий брус. Для транспортировки к месту работ рама оборудована двумя консолями с пневматиками. Модуль оснащен самостоятельным приводом и независимой системой подачи и распределения смеси. Он устанавливается на гусеничную версию любого мощного асфальтоукладчика с приемным бункером объемом 45 т. Время монтажа подобной конструкции не превышает четырех часов. В состав механизированного укладочного комплекса дополнительно вводится самоходный комбинированный питатель на гусеничном ходу. Он принимает асфальтобетонную смесь от автомобилей доставки и раздельно подает ее для нижнего или верхнего слоя в соответствующий бункер укладчика. Технология укладки покрытия предусматривает подачу смеси для нижнего слоя из главного бункера, а также ее распределение и уплотнение тяжелым трамбующим брусом. Сразу же за ним на еще горячий уплотненный нижний слой из меньшего бункера подается верхний слой асфальтобетона с уплотнением нормальным брусом. Укладка на горячее основание?облегчает?уплотнение верхнего слоя и позволяет получить идеальный контакт слоев без дополнительной грунтовки. Контрольные замеры показали, что с?применением?компакт-модуля Kirchner степень уплотнения нижнего слоя достигает в среднем 101,6%, а верхнего — 99,8%. Двухслойное покрытие шириной от 3 до 12,5 м укладывалось без швов, непрерывно и равномерно. При этом темп движения асфаль­то­укладчика?составлял?3–7?м/мин., а производительность укладки — 1000–3000 м2/ч (или 3500–7000 т/смену). Причем на отдельных участках максимальная сменная производительность достигала даже 10 000 т. По сравнению с последовательной укладкой двухслойного покрытия двумя асфальтоукладчиками технология компакт–асфальта обладает рядом важных преимуществ. В ча­стности, загрузка смеси в бункер идет равномерно, без толчков со стороны автомашин, а укладчик движется с постоянной скоростью. Кроме того, на свежеуложенном асфальтобетонном основании не остается следов колес или гусениц, неизбежно вызывающих образование колей и неровностей. По существу укладка двухслойного покрытия ведется одним массивным слоем суммарной толщины. Отпадает также необходимость в битуме для грунтовки поверхности нижнего слоя и в катках для уплотнения верхнего. Повышается качество и производительность укладки, становится возможным выполнение работ при моросящем дожде и температуре воздуха до -3 °С. Оборудование поверхности по принципу «горячее на горячее» позволяет снять технологическое ограничение на общую толщину покрытия и сократить толщину верхнего слоя. Например, распространенная на практике конструкция из 4 см асфальтобетона и 8 см биндера может быть трансформирована в намного более устойчивую двухслойную — 2 см + 10 см с гораздо меньшим доуплотнением и колееобразованием под движением. Компакт–асфальт — это дорожное покрытие нового поколения. Варьируя составами компакт-смесей можно получать поверхности с повышенным сцеплением, светоотражением, звукопоглощением и, одновременно, с высокой устойчивостью против?возрастающих?транспортных нагрузок. И очистка, и транспортировка При ремонте и эксплуатации траншейного дренажа, различного рода приямков, колодцев, отстойников или ливневой канализации нередко возникает задача очистки заиленных сооружений, уборки засорившегося?песчаного?слоя. Голландская фирма Koks Special Produkts выпустила вакуум-отсасывающую установку Megavac EVO, предназначенную для удаления сыпучих и пластичных материалов, шламов, зол уноса, цемента, песка и гравия. Конструкция монтируется на шасси четырехосного грузового автомобиля с двигателем мощностью от 400 л. с. Megavac EVO представляет собой цилиндрическую вакуумированную емкость объемом 15 000 л, обслуживаемую высоковакуумным насосом производительностью 8000 м3/ч, причем последний поддерживает в емкости 95% вакуума. Воздух всасывается через патрубок диаметром 8 дюймов, дополненный шестидюймовым шаровым краном. Отработавший воздух проходит тщательную очистку в фильтре, суммарная поверхность которого достигает 46 м2. Сам фильтр очищается методом пневмошока. Уровень рабочего шума установки не превышает 80 дБ. В верхней части емкости смонтирован люк. Наряду со всасыванием он может быть использован и для загрузки. Степень заполнения бака и уровень засорения фильтра контролируются электронными датчиками, сигналы которых выведены на дисплей управления. Разгрузка емкости ведется самосвальным опрокидыванием либо пневмопродувкой. В первом случае передний и задний гидроподъемники поднимают емкость и наклоняют ее под углом до 40°. Содержимое бака сбрасывается через заднее днище с крышкой, открываемой и закрываемой гидроцилиндрами. Установку можно также использовать для транспортировки химически агрессивных материалов. Для этого бак, рама фильтра и другие металлические детали изготавливают из нержавеющей стали. Новинки снегоуборочной техники Зимнее содержание дорог продол­жает оставаться одной из важнейших проблем при их эксплуатации. Именно в это время года происходит наибольшее количество заторов, вызванных сильными снегопадами, и массовых столкновений на трассах, подвергающихся обледенению. Высокоскоростная уборка снега особенно актуальна для подверженных заносам перевальных участков трансальпийских автомагистралей, а также для аэродромов. При расчистке таких заносов используются высоко­производительные снегоочистительные машины, конструкции которых непрерывно совершенствуются. Немецкая фирма Schmidt выпустила серию плужных снегоочистителей MS, рассчитанных на работу на высокой скорости. Машины оснащены секционным отвалом шириной от 4,8 до 7,2 м, составленным из 6–9 от­дельных модулей — секций шириной по 800 мм. Каждая секция подвешена независимо на двух пружинах, а крайние — на трех. Для удобства перевозки снего­очистителей с отвалом максимальной ширины две крайних левых секции можно развернуть под прямым углом и установить в транспортное положение вдоль машины. Конструкция отвала и его форма (высота и кривизна) ориентированы на высокоскоростную очистку снега. Каждая секция дополнена криволинейным?козырьком,?помогающим сформировать вихреобразный горизонтальный снеговой поток и отбросить снег далеко в сторону. Модульное построение отвала большой ширины и, соответственно, большой массы служит, прежде всего, главной цели — очистке снега на высокой скорости. Так, при наездах отвала на неровности толчки передаются не на всю конструкцию (шириной 5–7 м), а только на одну независимо подвешенную секцию шириной 0,8 м, что намного уменьшает инерционные усилия. К тому же при выталкивании отдельной секции над покрытием образуется зазор меньшей ширины, чем под всем отвалом, и объем пропущенного снега не велик. Для повышения чистоты уборки снега устройство дополнительно оснащается шиной тонкой очистки. К гололеду — с системным подходом Если современная высокопроизводительная снегоуборочная техника вполне удовлетворительно решает вопросы борьбы со снежными заносами, то гололед, несмотря на все усилия дорожных служб, продолжает оставаться причиной множества автомобильных столкновений и человеческих жертв. К особым достижениям дорожно-эксплуатационных?служб?можно отнести ввод в действие специальных противогололедных комплексов. В?частности,?германо-австро-швейцарс­кой фирмой Boschung разработана система раннего оповещения об образовании гололеда GFS 3000. В связке с ней работает первая в мире автоматизированная стационарная система TMS для разбрызгивания противогололедных составов. Обе системы защищены многочисленными патентами и предназначены для автомобильных дорог и аэродромов. Отличительной особенностью GFS 3000 является не только то, что она измеряет метеорологические характеристики, температуру дорожного покрытия и влажность воздуха. Она в состоянии с высокой точностью рассчитать температуру льдообразования и прогнозировать возникновение гололеда. При этом контроль метеоусловий на дорожном покрытии ведется с использованием пассивных или активных зондов. При пассивной методике температуру замерзания рассчитывают на основе замеров толщины водяной пленки и электрического сопротивления тонкого слоя стандартного противогололедного состава на зонде. Подобные результаты применяют в?предупреждающих?системах. Однако они достаточны только в качестве?первого?приближения, поскольку получены без учета особенностей фактических реагентных составов, а также слоев пыли или следов резины на покрытии. Этих недостатков лишен запатентованный фирмой активный принцип измерений, основанный на охлаждении небольшого участка поверхности зонда и на анализе графической зависимости изменения температуры во времени. Так, отрезок графика с замедленной вариацией температуры вследствие кристаллизации принимается за температуру замерзания. Метод позволяет точно оценить последнюю для каждого применяемого состава и фактического состояния покрытия. Активный датчик используется на критических участках для производственного управления розливом противогололедного состава. Система GFS 3000 во взаимодействии с комплексом TMS дает возможность исключить образование льда путем предупреждающего разбрызгивания очень малого коли­чества реагентов. Например, при выпадении осадков на промерзшее покрытие, в случае опасности замерзания влажных участков, перед образованием изморози или при снегопаде, если есть опасность смерзания снега с поверхностью. Благодаря оптимальному выбору момента впрыска и количества противогололедного состава система показала себя очень экономичной. Иногда разбрызгивание небольших количеств химикалий за несколько секунд до образования ледяной пленки дает более заметный эффект, чем розлив значительно больших количеств по уже сформировавшемуся гололеду. Система TMS состоит из насосной станции и периферийных разбрызгивающих устройств. В состав насосной станции входят емкости для хранения химикалий, оснащенные ультразвуковым датчиком уровня и поплавком для отключения насоса при минимальном коли­честве раствора. Датчик передает в систему управления информацию о фактическом уровне раствора в емкости и подает тревожный сигнал, если уровень достигает предельных значений. Расходное устройство регистрирует количество подаваемого из емкости раствора. Сравнение фактического расхода с расходом, предусмотренным рабочей программой, позволяет обнаруживать и оперативно устранять утечки в системе. Реагенты подаются в систему под давлением 16 бар центробежным насосом, выпускаемым в устойчивом к химической агрессии исполнении. Рабочее давление измеряется контрольным датчиком. Вся информация передается в систему управления, которая отвечает за функционирование магнитных вентилей, гидравлической и электрической систем. Она обеспечивает также пополнение емкостей, аварийное отключение комплекса при неполадках и включение оперативных программ периферийных разбрызгивающих устройств TMS. Периферийная система TMS состоит из разбрызгивающих элементов на проезжей части, вентильных лючков и соединительных трубопроводов. Для розлива реагентов служат два вида устройств: разбрызгивающие тарелки и головки. Первые устанавливают в плоскости проезжей части в местах, оптимальных с точки зрения противогололедной обработки. Состав распыляется через смонтированные в тарелке сопла струйными импульсами. Продолжитель­ность последнего может быть различной в зависимости от конкретных условий?и?нормы?розлива.?При ремонте?и?оборудовании?нового покрытия тарелки переставляют на более высокий уровень. Разбрызгивающие головки крепят над поверхностью проезжей части за ее пределами. Струи впрыскиваются через отверстия в торце головки. Характер впрыска аналогичен тарелкам. Вентильные лючки располагают вне проезжей части. В них размещены магнитные вентили с миниатюрными электронными системами и магнитными картами, с закодированными на них вариантами (до 15) оперативных рабочих программ. В лючке размещен патентованный расходный бачок, в котором поддерживается оперативный запас противогололедного раствора под давлением. Емкость пополняется в свободном режиме, не зависящем от функционирования разбрызгивающих устройств. Это позволяет применять?подводящие?трубопроводы малого сечения и увеличивать протяженность участков, обрабатываемых одной системой TMS, до 1 км и более. Вариант противогололедной защиты Причина не всегда успешной борьбы с обледенением дорог — сложность прогнозирования подобного погодного явления. Образова­ние на дорожном или аэродромном покрытии ледяной пленки представляет?собой?многофакторный физический процесс, подверженный сильным отклонениям параметров зависимости от вида покрытия, его инсоляции и обдувания ветром, а также условий прохождения трассы (на мосту или насыпи, в выемке или лесу). Перестраховка и заведомое увеличение расхода противогололедных составов не всегда дают гарантию успеха, но неизбежно ведут к росту расходов на зимнее содержание дорог. Кроме того, применение реагентов приводит к увеличению экологической нагрузки на придорожную полосу, где возрастает концентрация химикалий. Идея оптимизации расхода прот­ивогололедных составов в зависимости от конкретных сиюминутных условий льдообразования нашла свое выражение в новых конструкциях мобильных тарельчатых разбрасывателей на базе автомобиля. Немецкая фирма Kupper-Weisser разработала для этой цели высокоскоростную инфракрасную камеру ThermoMAT, регистрирующую?температуру дорожного или аэродромного покрытия непосредственно в зоне противогололедной обработки. Благодаря такому устройству расход состава оперативно корректируется в зависимости от температуры покрытия. Камера монтируется на базовом автомобиле с помощью быстросъемной?конструкции.?В?основе ThermoMAT лежит использование высокочувствительного инфракрасного сенсора с быстрым откликом, высоким разрешением и стабильным сигналом. Температура покрытия и воздуха многократно контролируются даже на протяжении 1 секунды. После обработки и осреднения результаты измерений выводятся на дисплей, где одновременно показываются принятая норма расхода состава и ширина разбрызгивания. Команды управляющей системы передаются в течение нескольких миллисекунд электровентилям, регулирующим режим работы тарельчатого разбрасывателя. Вручную по специальной шкале заранее устанавливается только уровень обработки покрытия, назначаемый в необходимых пределах (от 1 до 5 в зависимости от характера снежного или ледяного покрова на проезжей части). Для защиты результатов измерения от помех типа термошока, неизбежно возникающего при резком изменении температуры камеры, например, в случае выезда на холод из теплого гаража, ThermoMAT снабжена оптическим устройством, корректирующим результаты замеров в течение нескольких миллисекунд. Система тарельчатых разбрасывателей позволяет экономить в среднем 20% (а иногда и до 30%) противогололедных составов. На дорогах она окупается уже через 2–3 года, а на аэродромах, где применяются более эффективные и дорогие реагенты, срок окупаемости ThermoMAT еще короче. Геопластики наступают На сегодняшний день в дорожном строительстве ощутима тенденция к расширению сферы применения геопластиков. Учитывает это и немецкая фирма Soiltec Geozellen, успешно работающая в области произ­водства геоячеек, используемых в качестве средства усиления грунтовых конструкций и оснований из зернистых материалов. Геоячейка Soiltec имеет вид объемного мата, сваренного ультра­звуковым методом из полос полиэтилена высокого давления. Толщина таких полос — 1,7 мм, плотность полиэтилена — 0,96 г/см3. При этом прочность материала шириной 10 см составляет 5,4 кН, а прочность сварного шва — 4–8,5 кН/м. Для транспортировки геоизделие свертывается в плоский рулон. На объекте его раскатывают, растягивают с образованием ячеек на ширину 2,5 м и фиксируют металлическими стержнями на поверхности грунта. В соответствии с требованиями к конструкции Soiltec заполняют бетоном, щебнем или грунтом с уплотнением. Ячейки делают стандартного, среднего или большого размера, в зависимости от чего их число на 1 м2 составляет 40, 20 или 10. При этом длина покрываемой одним растянутым рулоном полосы достигает соответственно 8, 12 или 16 м, а площадь полосы — 20, 30 или 40 м2 при ширине 2,5 м. Высота стенок ячейки находится в пределах от 50 до 200 мм. В стенках Soiltec пробита круглая перфорация с относительной площадью отверстий 16%. Она делает геоячейку более легкой и дешевой, в то же время обеспечивая беспрепятственное дренирование воды и хорошее?уплотнение?засыпки. Кроме того, она улучшает анкеровку ячейки в грунте и способствует прорастанию корней травы. Допустимая нагрузка на заполненную ячейку доходит до 120 т/м2, при этом снижение нормальных напряжений достигает 35%, а показатель повышения жесткости слоя составляет от 2 до 4. Геоячейку Soiltec с различными вариантами заполнения используют для усиления оснований дорожных одежд и обочин, для защиты откосов от эрозии или размыва при подтоплении, а также для устройства дорожных покрытий низшего типа на площадках и проездах. Альберт Полуновский, г. Дюссельдорф, Германия