способ покрытия дорог рабочим слоем и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ покрытия дорог рабочим слоем, отличающийся тем, что материал покрытия ровным слоем высотой до 200 мм насыпают на основание дороги и расплавляют излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, оборудованных устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости.

2. Устройство для покрытия дорог рабочим слоем представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания и оборудованную закрепленными на опорной раме: бункером для материала покрытия с барабанным питателем, выдающим материал на основание дороги; горизонтальной балкой, выравнивающей верх слоя материала; одним или несколькими оптическими квантовыми генераторами большой плотности энергии - лазерами для расплавления слоя материала, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оснащены устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости; металлическим водоохлаждаемым вращающимся катком с рифленой поверхностью, которая перекатывается по верху слоя расплавленного материала покрытия для придания ему шероховатой поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при ремонте старых и строительстве новых дорог.

Известен способ создания покрытия дороги, который включает нанесение покрытия на основание дороги, его термическую обработку путем многократного прососа покрытия горячими газами с помощью устройства, состоящего из двух вертикальных стенок, к которым крепятся коллектор с рукавами, дымосос, каток, и горизонтальных плит, выполненных из огнеупорного материала, и уплотнение поверхностного слоя покрытия катком (Поздняков Б.А. Авторское свидетельство SU 554341 А «Способ возведения дорожной одежды». // БИ, 1977, № 14). Недостатками способа являются: ограничения по химическому составу материалов покрытия, низкая прочность покрытия из-за недостаточной температуры для расплавления всех составляющих материала покрытия, большие капитальные затраты на нагрев газов до требуемой температуры.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ покрытия автомобильных дорог верхним рабочим слоем - асфальтобетоном. Способ состоит из двух этапов: первый этап - производство асфальтобетона, второй этап - укладка асфальтобетона на основание дороги, разравнивание и его уплотнение тяжелыми передвигающимися катками. Асфальтобетон производят на специальном заводе путем перемешивания в смесителе гравия, щебня, песка, минерального порошка и битума или дегтя, подогрева полученной смеси до 200°С для возможности ее доставки к месту укладки на дороге грузовиками - самосвалами. Самосвал выгружает привезенный асфальтобетон в машину-укладчик, которая ровным слоем теплого мягкого асфальтобетона покрывает основание дороги и предварительно уплотняет его собственными катками. Окончательное уплотнение производят тяжелые катки, передвигающиеся за машиной-укладчиком (Кизима С.С. Технология строительства автомобильных дорог. Киев: Высшая школа, 1985. - 289 с.).

К недостаткам прототипа следует отнести большие капитальные затраты на строительство завода для производства асфальтобетона, подготовку исходных материалов - дробление до мелкой фракции наполнителей асфальтобетона (гравия, щебня), приобретение и перевозку песка, битума или дегтя, загрязнение окружающей атмосферы пылью и парами битума при нагреве, а также ограничение расстояния между заводом и местом укладки асфальта.

Задачей изобретения является снижение капитальных затрат, уменьшение себестоимости и продолжительности покрытия.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе покрытия дорог рабочим слоем материал покрытия ровным слоем высотой до 200 мм насыпают на основание дороги и расплавляют излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, оборудованных устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости. Устройство для покрытия дорог рабочим слоем представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания и оборудованную закрепленными на опорной раме: бункером для материала покрытия с барабанным питателем, выдающим материал на основание дороги; горизонтальной балкой, выравнивающей верх слоя материала; одним или несколькими оптическими квантовыми генераторами большой плотности энергии - лазерами для расплавления слоя материала, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оснащены устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости; металлическим водоохлаждаемым вращающимся катком с рифленой поверхностью, которая перекатывается по верху слоя расплавленного материала покрытия для придания ему шероховатой поверхности.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо при ремонте старых и строительстве новых дорог.

На чертеже показано устройство - самоходная машина-укладчик, для осуществления предлагаемого способа, где:

1 - рабочий слой дороги;

2 - каркас устройства;

3 - бункер;

4 - барабан-питатель;

5 - основание дороги;

6 - балка-выравниватель;

7 - полоса ограждения;

8 - лазеры;

9 - дизель-генератор;

10 - вращающийся каток;

11 - двигатель внутреннего сгорания;

12 - кабина управления машиниста;

13 - барабан арматурной сетки.

Предлагаемый способ покрытия дорог рабочим слоем осуществляется следующим образом. Предварительно дробленый материал покрытия (гранит, базальт, диабаз и др.) или смесь различных материалов грузовиком-самосвалом подают к машине-укладчику и выгружают в приемный бункер 3, из которого барабан-питатель 4 насыпает материал покрытия ровным слоем высотой до 200 мм на заранее подготовленное основание дороги 5. Высоту слоя регулируют изменением положения балки-выравнивателя 6, а ширину и ровную форму боковых торцов слоя поддерживают полосами ограждения 7, расположенными с обеих сторон машины-укладчика. Расплавление насыпанного и выровненного материала производят излучением одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров 8 (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедии, 1990, том 2. - С.549). Лазеры оснащены устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости для обеспечения расплавления материала покрытия по всей площади дороги. Питание лазеров электроэнергией обеспечивает дизель-генератор 9. Быстрое охлаждение и ровную шероховатую поверхность рабочего слоя создает вращающийся цилиндрический металлический водоохлаждаемый каток 10 с мелкими выступами на поверхности, после которого процесс покрытия завершается. Передвижение машины-укладчика обеспечивает двигатель внутреннего сгорания 11. Управление и контроль процессом укладки покрытия осуществляет машинист машины-укладчика из кабины 12. При высоком статусе дороги, например Федеральные автомобильные трассы «Кавказ», «Дон» и др., механическую прочность покрытия можно увеличить укладкой на основание дороги перед засыпкой материала металлической арматуры, например, в виде сетки, сматываемой с барабана 13, закрепленного на кронштейне перед бункером.

Устройство для покрытия дорог рабочим слоем представляет собой самоходную машину, перемещаемую автомобильным двигателем внутреннего сгорания и оборудованную закрепленными на опорной раме: бункером для материала покрытия с барабанным питателем, выдающим материал на основание дороги; горизонтальной балкой, выравнивающей верх слоя материала; одним или несколькими оптическими квантовыми генераторами большой плотности энергии - лазерами для расплавления слоя материала, причем лазеры подключены к расположенному рядом дизель-генератору и оснащены устройствами для непрерывного возвратно-поступательного или кругового перемещения излучения в горизонтальной плоскости; металлическим водоохлаждаемым вращающимся катком с рифленой поверхностью, которая перекатывается по верху слоя расплавленного материала покрытия для придания ему шероховатой поверхности.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволит производить покрытие дорог с более качественным и прочным верхним рабочим слоем за счет расплавления всех составляющих материала покрытия, с меньшими капитальными затратами и меньшей себестоимостью.