CC BY
20
<8 |
I
I
I ё
I
э
5 §
I I
I
I
I §
8
О §
магистрали приведен на рис.2, хотя допустимо и иное расположение экранов под одеждой. При этом может возникнуть ситуация, когда экран окажется внутри конструкции или в грунте земляного полотна. Другим примером повышения транспортных качеств дорожной конструкции (уменьшение колееобразования) является целенаправленное использование законов распределения проходов колесной нагрузки по ширине полосы движения. Такие законы распределения по ширине многополосной проезжей части известны и применяются в практике проектирования. Однако, тот факт, что в пределах одной полосы 80% колесных нагрузок концентрируется в пределах полос наката, позволил специалистам СибАДИ предложить новую дорожную конструкцию (Свидетельство РАПГЗ N09453)*, названную «скры-токолейной». Суть ее состоит в том, что в пределах полос наката каждой полосы движения под основанием одежды устраиваются продольные усиливающие элементы в виде колейного покрытия (рис.3). Детальное исследование работы сборных цементобетонных покрытий позволило установить в основаниях зоны наибольшей концентрации контактных давлений. Их размеры и стремление обеспечить равную сдвигоустойчивость материалов основания в пределах швов и центра плит и соответственно повышение долговечности покрытий по признаку ровности и растрескивания позволили СибАДИ предложить новое основание под жесткое покрытие (рис.4)**.
Особенность его в том, что высота несущих элементов под швами увеличивается поперек проезжей части последовательно на 20% по отношению к осевому шву.
Таким образом, использование нетрадиционных аналитических расчетов, стремление исключить традиционные пороки дорожных конструкций и этим повысить долговечность дорог, позволяет создавать новые конструкции.
Рис.4 Основание под жесткое дорожное покрытие с подшивными несущими элементами (свидетельство РАПТЗ №9856)
1-жесткое покрытие, 2-несущие элементы
Разумеется, что для их практического применения необходима разработка технологий строительства и средств механизации. Полагаем, что эти разработки и, конечно же, большая стоимость новых конструкций, являются естественной платой за попытку России войти в XXI век с хорошими дорогами.
*)**) Авторы А.В.Смирнов, В.В.Сиротюк, А.С.Александров
СМИРНОВ Александр Владимирович - доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии.
И.Н. ХРИСТОЛЮБОВ
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
УДК 504.064.43
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИМ МЕТОД РЕМОНТА ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
РАССМАТРИВАЕТСЯ ПРИМЕНЕНИЕ ТОНКИХ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ РЕМОНТЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ. РЕКОМЕНДУЕМАЯ К ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЗВОЛЯЕТ СНИЗИТЬ ТОЛЩИНУ АСФАЛЬТОБЕТОННОГО СЛОЯ И СОКРАТИТЬ СРОКИ РЕМОНТА.
Перестройка экономики нашей страны требует напряженной работы во всех областях народного хозяйства. В число приоритетных отраслей в борьбе за эффективность входит и транспорт: его работа должна удовлетворять потребностям реформируемой экономики, быть безопасной и мобильной при перевозке грузов.
Важнейшей задачей дорожников России является повышение эксплуатационных качеств автомобильных дорог, обеспечение непрерывности, безопасности и удобства движения транспорта. Для ее решения необходимо, прежде всего, разработать такие способы ремонта дорожных покрытий, которые сочетали бы в себе высокую технологичность, низкую стоимость, долговечность с постоянным обеспечением требуемых транс-портно-эксплуатационных и потребительских качеств покрытия в течение срока службы. Одним из направлений решения этой задачи является переход дорожного хозяйства к ресурсосберегающим технологиям, и в частности, к применению при ремонтных работах тонких асфальтобетонных покрытий.
Исследования в области ремонта дорожных покры-
тий тонкими асфальтобетонными слоями ведутся на протяжении многих лет. Уже в 70-х годах бурное развитие техники и нефтяной кризис в ряде стран Западной Европы обусловили широкое применение в качестве замыкающих слоев тонких асфальтобетонных покрытий.
В настоящее время в западных странах в практике дорожного строительства при ремонте широко применяются тонкие слои различных модификаций: пористые, тонкие щебеночно-мастичные, пастовоминеральные, из многощебенистых смесей и т.д.
В последнее время внимание дорожных организаций привлекают однослойные асфальтобетонные покрытия с возможностью снижения толщины слоя до минимальных величин. Большой практический интерес представляет устройство таких покрытий на жестких основаниях. Это вызвано тем, что значительное количество цементобетонных покрытий, при достаточной прочности, требует ремонта поверхности.
Несмотря на давность применения однослойных асфальтобетонных покрытий при ремонте жестких дорожных одежд вопросы оценки их работоспособности
и установления сроков службы на цементобетоне пока еще недостаточно изучены.
Исследования в этом направлении, проведенные М.Я.Телегиным, А.К.Бируля, М.Б.Корсунским, М.С.Зель-мановичем, М.С.Коганзоном и другими, касаются в основном нежестких дорожных одежд.
В качественной практике дорожного строительства исследования этой проблемы проводятся в ряде организаций (НПО РоедорНИИ, СибАДИ и др.)[1,2,3].
Необходимо отметить, что в настоящее время нет достаточно обоснованной методики назначения толщины тонких асфальтобетонных покрытий до 4 см при ремонтных работах. Однако некоторые производственные организации самостоятельно, без расчетов, на свой страх и риск, производят ремонт асфальтобетонных и цементобетонных покрытий, применяя однослойные асфальтобетонные слои толщиной до 4 см.
В СибАДИ длительное время ведутся экспериментальные работы по оценке работоспособности асфальтобетонных покрытий на жестких основаниях. Для этого в течение многих лет проводятся теоретические исследования и опытно-экспериментальные работы по устройству асфальтобетонных покрытий на цементобетоне.
Основную задачу, которую необходимо решить при устройстве тонких асфальтобетонных покрытий, особенно на цементобетонных основаниях,- это обеспечить в процессе эксплуатации их долговечность (износостойкость, шероховатость, сдвигоустойчивость). Проведенные в СибАДИ исследования работоспособности асфальтобетонных покрытий на жестком основании по условиям сдвига показали, что сдвигоустойчивость асфальтобетона будет обеспечена и при более тонких слоях - толщиной 2 - 3 см.
С целью подтверждения теоретических исследований СибАДИ проводит экспериментальные работы по оценке работоспособности тонких макрошерохова-тых покрытий, разработанных в НПО РоедорНИИ. С 1984 г. ведутся опытно-производственные работы по устройству тонких слоев на дорогах Западной Сибири.
Экспериментальные исследования проводили в различных дорожно-климатических зонах (П-1\/) на автомобильных дорогах республики Алтай, Новосибирской, Омской, Кемеровской областей и Ханты-Мансийского АО. Было построено 17 опытных участков с различным составом и интенсивностью движения от 1000 до 6000 авт/сут. Участки, на которых проводилось опытное строительство, выбирались на различных элементах продольного профиля дорог (кривые, подъемы, горизонтальные участки). Перед устройством макроше-роховатого слоя проводили ямочный ремонт, заливку трещин и швов.
Для приготовления асфальтобетонной смеси использовали различные по минералогическому составу каменные материалы, которые предварительно испытывали на шлифуемость, т.е. определяли эффективность использования их в верхних слоях дорожных покрытий.
В задачу выполнения опытных работ входил подбор оптимального состава смесей по минералогическому составу щебня исходя из обеспечения требуемого коэффициента сцепления покрытия в процессе эксплуатации для различных условий движения. Смеси для макрошероховатых слоев включали: щебень(фракции 5,10,15,20мм)-66-77%, песок-19-28% или отсев (фракции 0-5мм)-26-34%, или смесь песка и отсева по 14-17%, минеральный порошок-4-6%, битум (БНД 60/90,90/130)-4,5-6%. Толщина укладываемого слоя-2,5-5см.
Полевые обследования построенных участков показали, что покрытие на опытных и базовых участках имеет ровную поверхность без разрушений. Основным Дефектом асфальтобетонного покрытия являются отраженные трещины.
Одной из главных причин образования трещин является наличие температурного градиента Д1 по толщине асфальтобетонного слоя. Его величина прямо связана с толщиной слоя И. Чем толще слой, тем меньше величина температурного градиента. При толщине слоя И=3-4см величина температурного градиента Д1=2-3°С. Поэтому величина растягивающих напряжений, способствующих большему раскрытию трещин и разрушению асфальтобетона вокруг них, очень мала.
Что касается двух других причин образования трещин, разность коэффициентов линейного температурного расширения покрытия с основанием и отражен-ность, то они имеют такое же влияние, как и на асфальтобетонные слои любой толщины.
В толстых же слоях температурный градиент Д1=8-10°С, поэтому растягивающие напряжения, возникающие на поверхности асфальтобетонного покрытия, достигают максимальных значений. Это способствует интенсификации трещинообразования. Чем больше толщина слоя, тем выше значения температурного градиента Д( и тем больше величина растягивающих напряжений на поверхности покрытия, приводящая к раскрытию трещин и разрушению асфальтобетонного покрытия вокруг них.
Наблюдения за построенными участками позволили уточнить технологию устройства тонких покрытий с повышенным содержанием щебня по цементобетону и разработать предложения по работоспособности этой конструкции.
В условиях Западной Сибири по исследованиям СибАДИ срок службы шероховатой поверхностной обработки по величине коэффициента сцепления составляет 1-1,5 года в зависимости от интенсивности и состава движения, вида использованного каменного материала и климатических условий района расположения дороги. Критерием срока службы шероховатых покрытий принят коэффициент сцепления. Сроком службы покрытия считается период времени, в течение которого обеспечивается минимальный коэффициент сцепления покрытия, допускаемый по условиям эксплуатации. Построенные опытные участки имеют различные сроки службы (от 1 до 10 лет). Наблюдения показали, что на опытных участках происходит практически равномерный физический износ слоя покрытия без нарушения его целостности.
На опытных участках даже после 10 лет эксплуатации сцепные качества покрытий удовлетворяют нормативным требованиям.
В последние годы продолжают работы по ремонту цементобетонных покрытий путем устройства тонких макрошероховатых слоев. В настоящее время устроено более 500000м2 такого слоя.
Проведенные в СибАДИ теоретические и экспериментальные исследования подтвердили высокую эффективность применения тонкослойных покрытий, что позволяет рекомендовать к внедрению технологии ремонта цементобетонных покрытий тонкими асфальтобетонными слоями с повышенным содержанием щебня. Это позволит снизить толщину асфальтобетонного слоя до 3-4см без снижения транспортно-эксплуатационных показателей. Это также позволит в короткие сроки провести ремонт больших площадей цементобетонных покрытий тонкими асфальтобетонными слоями.
Проведенные нами исследования показали, что правильно спроектированные и построенные тонкие макрошероховатые слои на ц/б основании имеют высокую работоспособность и с успехом могут быть рекомендованы для ремонта ц/б покрытий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Эрастов А.Я., Панина Л.Г. Пути экономии материалов и энергоресурсов при ремонте и реконструкции
I
I
I
1 1
1 1
автомобильных дорог. Вып.1-М.,1989,с. 5-10 (рус).
2. Панина Л.Г., Акишин С.М. Повышение технико-эксплуатационных качеств автомобильных дорог. М., 1987.C.58-71 (рус).
3. Малышев A.A., Христолюбов И.Н., Пичугин А.П. Устройство тонких макрошероховатых слоев на цемен-
тобетонном покрытии в Новосибирской области. Автомобильные дороги.№4,1991 ,с.16(рус).
ХРИСТОЛЮБОВ Игорь Николаевич, канд.техн. наук, доцент, зав.кафедрой строительства и эксплуатации дорог.
В.В. РОБУСТОВ, Н.Г. ПЕВНЕВ, А.П. ЖИГАДЛО
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск
УДК 621.43.036.17
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ ПУСКОВЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ ДВС НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕНТОЧНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
РАССМАТРИВАЕТСЯ ЗИМНЯЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР, ОСНОВАННАЯ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПОДОГРЕВА ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ ДВИГАТЕЛЯ. ПРИВЕДЕНЫ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НОВЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЯХ И АВТОБУСАХ В УСЛОВИЯХ СУРОВОЙ СИБИРСКОЙ ЗИМЫ.
Проблема эксплуатации автотранспортной техники в условиях отрицательных температур окружающего воздуха является весьма актуальной и сегодня, ибо более 80% территории России расположено в зоне с холодным климатом [1].
Пониженная температура воздуха оказывает отрицательное влияние не только на возможности быстрого и надежного пуска двигателя, но и приводит к его повышенному износу в период пуска и послепускового прогрева, а также в процессе непосредственной эксплуатации машины из-за неоптимальности теплового состояния двигателя [2,3].
Проблема усугубляется тем, что подавляющее большинство автомобилей выпускается без устройств облегчения пуска холодного двигателя и систем предпускового подогрева, несмотря на требования ОСТа 37.091-052-87, где предписывается, что двигатели и автомобили должны комплектоваться устройствами и системами облегчения пуска [4].
Зимняя эксплуатация дизелей требует решения дополнительных задач по обеспечению их надежной работы, а именно предотвращения самопроизвольной остановки дизеля из-за загустевания дизельного топлива на морозе и закупоривания топливных фильтров выпавшим из топлива парафином и кристаллами льда. Для решения этого круга задач требуется установка подогревателей топлива в топливном баке и топливных фильтрах.
Специалисты различного профиля по-своему пытаются преодолевать обозначенные выше проблемы. Часть из них идет по пути конструктивного совершенствования двигателей с целью улучшения их пусковых и эксплуатационных качеств, другие видят решение проблемы в применении специальных масел с пологой вязкостно-температурной характеристикой, третьи пытаются применить для облегчения запуска двигателя так называемые легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) [2].
По нашему мнению, ни жидкие моторные масла, ни ЛВЖ к удовлетворительному решению проблемы зимней эксплуатации транспортных машин не приводят, так как их эффективность проявляется лишь на стадии пуска ДВС. Для достижения реального эффекта на всех стадиях эксплуатации автомобиля (машины) при низких отрицательных температурах наиболее пер-
спективен подогрев его основных функциональных систем питания, охлаждения и смазки.
Именно в этом направлении проводятся НИОКР в Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) с 1989г. Разработаны и защищены патентами РФ ленточные электрические подогреватели моторного масла и дизельного топлива (№ 2006598 и 2078979)[5].
С 1997г. исследования подогревателей моторного масла МЭН-02 и дизельного топлива ЭН-740 проводится с участием Заволжского моторного завода (ОАО «ЗМЗ») и Горьковского автомобильного завода (ОАО «ГАЗ»).
Подогреватель моторного масла МЭН-02 устанавливается в картере двигателя непосредственно в масляной ванне под маслоприемником.
Подогреватель топлива ЭН-740 устанавливается непосредственно в корпусе-колпаке топливного фильтра на внутренней стенке. Его спираль полностью омывается топливом |(1 как бы охватывает собой фильтрующий элемент. :
Были проведены испытания ленточных электрических подогревателей масла МЭН-02 в картере автомобильного двигателя при температуре окружающего воздуха от +20°С до -30°С и испытания ЭН-740 с целью оценки работоспособности и эффективности, определения беспригарности. Основные технические данные МЭН-02 приведены в таблице.
Таблица основных параметров
Параметр Характерные значения
Напряжение питания, В 12-14;24-27; 36
Мощность, Вт 150-260; 540; 820
Габариты, мм 130x120x1; 170x120x4
Масса элемента в сборе, г 30-50
Режим работы Кратковременный (включать на 5-10 мин. перед пуском и 2-3 мин. после пуска)
Способ подключения Вход (+) выведен на изолированную клемму, (-) подключен к «массе»
В результате испытаний МЭН-02 на ОАО «ЗМЗ» было установлено:
