МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ САМОХОДНЫЙ ДОРОЖНЫЙ АГРЕГАТ, ДОРОЖНАЯ ПЛИТА И СКОРОСТНОЙ СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ДОРОГИ Российский патент 2013 года по МПК E01C19/52 

Группа изобретений относится к дорожному строительству, в частности к скоростным способам строительства дороги, а также к машинам и агрегатам для формирования сборных покрытий дорожного полотна и применяемым для этого дорожным плитам.

Известно сборно-разборное покрытие автомобильной дороги, выполненное из щитов, торцы которых имеют криволинейное очертание, выпуклое на одном из торцов и вогнутое на другом, вогнутый торец снабжен шипом, а выпуклый - пазом, удлиненным вдоль внешней боковой грани щита, при этом криволинейные торцы очерчены несимметрично относительно оси щита по дуге окружности с радиусом r=(1,003÷1,01)с, где с - полуширина полосы движения; и центром, расположенным на оси полосы движения на некотором расстоянии от торца, измеряемом по оси полосы движения (см. патент на изобретение РФ №2297486, Е01С 5/14, oп. в 2007 г.). Это дорожное покрытие предполагает использование довольно-таки сложного способа укладки, а период безремонтной эксплуатации ограничивается постепенным изменением геометрии дороги.

Известна дорожная и тротуарная бетонная плита, выполненная с фиксирующим устройством в виде чередующихся выступов и углублений на торцевых сторонах, отличающаяся тем, что выступы и углубления имеют в поперечном сечении форму сектора, радиус которого равен половине толщины плиты, угол сектора составляет 50 градусов, основание сектора усилено арматурой (см. патент на полезную модель РФ №46762, Е01С 5/00, oп. в 2005 г.). Известная плита, как и предыдущее техническое решение, в процессе эксплуатации теряет плоскостную геометрию за счет некоторой подвижки плит относительно друг друга.

Известна автомобильная дорога, содержащая основание, подстилающий слой с коэффициентом фильтрации не менее 3 м/сут и бетонное покрытие, у которой основание выполнено грунтовым высотой до 50 см над поверхностью земли, подстилающий слой выполнен из песка с толщиной слоя 10÷30 см, а бетонное покрытие - из сборно-разборных монолитных напряженных железобетонных плит, толщиной 10÷15 см, шпунтованных с торцов, связанных между собой стальными канатами с антикоррозийным покрытием и залитых в местах соприкосновения торцов плит битумной мастикой с толщиной слоя не менее 4 мм, а с верхней стороны покрытых асфальтовым или битумным покрытием с гранитной крошкой, причем между подстилающим слоем и бетонным покрытием уложена влагонепроницаемая пленка (см. патент на полезную модель РФ №84857, Е01С 53/00, oп. в 2009 г.). Это техническое решение требует повышенных материальных и энергетических ресурсов на реализацию, при этом механизация и автоматизация процесса формирования такой дороги представляется чрезвычайно проблематичной.

Известна установка для укладки плиток в дорожное покрытие, содержащая базовую машину, соединенную с подвижной рамой и приемно-подающим механизмом дорожных плиток (см. А.С. SU №507690, Е01С 19/52, оп. в 1974 г.). Это техническое решение имеет отношение к механизированной укладке плиток в дорожное покрытие. Однако основным недостатком этой установки является отсутствие стыковочных элементов в конструкции плиток и в технологии их укладки. Эксплуатация такого дорожного покрытия в условиях большого автомобилепотока практически невозможна, оно быстро теряет свои эксплуатационные характеристики.

Известна усовершенствованная установка для укладки плиток в дорожное покрытие, содержащая базовую машину, соединенную с подвижной рамой и приемно-подающим механизмом дорожных плиток, дополнительно оснащенная бункером бетонной смеси и подающим механизмом (см. А.С. SU №552381, Е01С 19/52, оп. в 1977 г.). Эта достаточно простая конструкция предусматривает укладку плитки на бетонное основание, что повышает прочность сформированного дорожного покрытия, но значительно увеличивает его стоимость. Кроме того, использование монолитного бетонного основания приводит к появлению в нем напряжений и растрескиванию при температурных перепадах.

Известен укладчик плит, включающий раму, устройство для удержания плиты с телескопическими захватами (см. А.С. SU №1121344, Е01С 19/52, оп. в 1984 г.). Такой укладчик предназначен для механического захвата плит, находящихся вдоль формируемого дорожного полотна, перемещения и укладки плит на заранее сформированную подложку. Сложный и трудоемкий способ захвата и перемещения плит ограничивает возможности использования укладчика в современном дорожном строительстве.

Известна фронтальная распределительная рама укладчика дорожных покрытий, с шарнирно соединенными секциями рамы и телескопической стрелой для укладки плитки (см. А.С. SU №147327, Е01С 19/52, oп. в 1989 г.). Это техническое решение позволяет увеличить ширину укладываемого дорожного полотна перемещающимся по уложенной плитке укладчиком, но имеет недостатки, свойственные предыдущим устройствам.

Наиболее близкими техническими решениями к заявленной группе изобретений являются способ укладки плиты на подушку дорожного покрытия, включающий установку на поверхность плиты подъемным механизмом застропованной за нижнее основание вакуумной камеры, когда ее верхняя стенка расположена на упоре, перестроновку камеры за верхнюю стенку, при этом внутри камеры создают разрежение путем перемещения застропованной верхней стенки вверх и ведут вакуум-захват плиты, перемещают и устанавливают плиту на подушку, стыкуют боковые поверхности соседних плит по выступам и впадинам, расстроповывают верхнюю стенку камеры и опускают ее вниз под действием собственного веса, снимая вакуум в камере, стропуют камеру за нижнее основание и снимают с уложенной плиты, а также плита дорожного покрытия, составленная из отдельных элементов, соединенных между собой с образованием рустов, образующих ломаные линии, при этом плита состоит из плотно прилегающих боковыми поверхностями друг к другу брусчатых элементов, верхние поверхности которых образуют общую горизонтальную плоскую поверхность плиты, на которую наклеена воздухонепроницаемая пленка, обеспечивающая достаточную жесткость для пневмозахвата плиты, укладки ее в дорожное полотно и стыковки с соседними плитами, при этом боковые поверхности плиты представляют собой чередующиеся выступы и впадины, а также вакуумная камера, в которой устройство создания разрежения в камере состоит из герметичного корпуса, имеющего гофрированные эластичные стенки для изменения объема камеры, герметично соединенные с верхней стенкой и расположенным в нижней части камеры основанием, снабженные расположенными друг над другом распорными сквозными каркасами, корпус содержит выпускной клапан, расположенный в отверстии верхней стенки, основание выполнено в виде перфорированной плиты, на верхней стороне основания установлен упор для контакта с верхней стенкой камеры при ее минимальном объеме в режиме разрежения в камере, на нижней стороне основания расположены ограничители, обеспечивающие воздушный зазор между основанием и транспортируемой плитой, при этом габаритные размеры основания соответствуют габаритным размерам плиты дорожного покрытия (см. патент на изобретение РФ №2278919, Е01С 5/06, oп. в 2006 г.). Эта группа изобретений направлена на упрощение способа захвата дорожных плит. Однако способ и механизм укладки плит, покрытых полимерной пленкой, с помощью вакуум-захватов на основание дороги является сложным и трудоемким, требует много времени на подготовительные операции. А выполнение плиты сборной из брусчатки не обеспечивает монолитной жесткости дорожного полотна после формирования дороги.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи: повышения скорости формирования дороги из сборных дорожных плит, повышения универсальности самоходного дорожною агрегата, увеличения его производительности при повышении качества и надежности, а также улучшения эксплуатационных характеристик сборного дорожного покрытия, увеличения срока его эксплуатации.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что многофункциональный самоходный дорожный агрегат, включающий укладчик подушки дорожного полотна, укладчик дорожных плит, содержащий вакуумную камеру с вакуум-зацепами, снабжен участком формирования дорожного фрагмента из дорожных плит по ширине формируемой дороги, причем этот участок снабжен роботом-манипулятором с захватами в виде вакуумных присосок и транспортирующими элементами, а укладчик дорожных плит на подушку дорожного полотна выполнен в виде мостового крана, снабженного захватом, выполненным в виде ряда вакуумных присосок, закрепленных на подвижной в вертикальной плоскости траверсе, для перемещения и укладки сформированного дорожного фрагмента. Вакуумная присоска мостового крана разделена на несколько автономно работающих зон. Укладчик подушки дорожного полотна выполнен в виде ряда виброкатков и расположенных сразу за ними навесного бункера щебня крупной фракции и навесного бункера щебня мелкой фракции, при этом агрегат снабжен средствами непрерывной подачи крупного и мелкого щебня в зону формирования подушки дорожного полота. Агрегат снабжен навесной рамой, а виброкатки расположены в шахматном порядке и связаны с навесной рамой посредством цепей, снабженных на концах резиновыми гасителями колебаний. Агрегат снабжен конвейером для подачи поддонов с плитами, при этом его входное окно расположено в задней центральной зоне рамы агрегата таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ с платформ автомобилей для перегрузки поддонов с плитами на конвейер подачи поддонов, причем средства непрерывной подачи крупного и мелкого щебня в зону формирования подушки дорожного полотна снабжены подающими транспортерами, расположенными в задней зоне агрегата с обеих сторон от конвейера для подачи поддонов с плитами.

А также тем, что дорожная плита, включающая зацепы и впадины для входа зацепов, снабжена полостями крестообразной формы для формирования каналов с горизонтальными нишами в местах соединения с аналогичными полостями других плит. Плита может быть выполнена составной в виде сочленяемых частей.

А также тем, что в способе формирования сборного дорожного покрытия, включающем засыпку подушки дорожного покрытия, вакуум-захват и установку дорожных плит на подушку, стыковку плит по выступам и впадинам, формирование дороги ведут поточным методом, а перед установкой дорожных плит на подушку формируют дорожные фрагменты размером, равным ширине дороги, стыкуя их по выступам и впадинам, затем выкладывают на дорогу сформированный фрагмент, стыкуя его с предыдущим фрагментом по выступам и впадинам. Подушку формируют непосредственно перед укладкой фрагментов из дорожных плит, при этом вначале утрамбовывают грунт посредством виброкатков, затем укладывают на него щебень крупной фракции, а на последний кладут щебень мелкой (фракции, причем крупный и мелкий щебень выкладывают в зоне вибрации грунта от виброкатков. Дорожные фрагменты формируют на специальной площадке самоходного дорожного агрегата, а затем подают их к укладочному устройству. Для формирования дорожных фрагментов используют дорожные плиты, выполненные с полостями в зонах стыка, а после укладки дорожного полотна впрыскивают в эти полости связующее вещество.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид многофункционального самоходного дорожного агрегата, в изометрии. На фиг.2 - то же, вид на виброкатки. На фиг.3 - то же, передняя часть агрегата, в изометрии. На фиг.4 - то же, вид на манипулятор, в изометрии. На фиг.5 - то же, боковой вид дорожного агрегата. На фиг.6 - то же, боковой вид передней части агрегата, в изометрии. На фиг.7 - то же, вид на мостовой кран с вакуумным механизмом укладки фрагментов дорожного полотна, в изометрии. На фиг.8 - то же, боковой вид задней части агрегата. На фиг.9 - то же, боковой вид манипулятора. На фиг.10 - то же, вид снизу на агрегат. На фиг.11 - то же, вид сзади на агрегат. На фиг.12 - то же, вид на приемную камеру для дорожных плит. На фиг.13 - универсальная дорожная плита типа «катушка 1» в изометрии. На фиг.14 - фрагмент дорожного покрытия, вид сверху. На фиг.15 - дорожная плита типа «катушка 1», в сечении. На фиг.16 - дорожная плита на поддоне. На фиг.17 - вид сверху на манипулятор в момент начала выкладывания фрагмента дорожного полотна. На фиг.18 - то же, фрагмент дорожного полотна сформирован наполовину. На фиг.19 - то же, фрагмент дорожного полотна сформирован полностью. На фиг.20 - захват робота-манипулятора. На фиг.21 - траверса. На фиг.22 - то же, фрагмент траверсы с вакуумными присосками. На фиг.23 - вакуумные присоски, вид снизу с частично снятым фрагментом дорожных плит. На фиг.24 - то же, вакуумные присоски. На фиг.25 - задняя часть агрегата во время загрузки поддонов с дорожными плитами. На фиг.26 - составная дорожная плита типа «крест 1», первый фрагмент. На фиг.27 - то же, второй фрагмент. На фиг.28 - то же, в сборе. На фиг.29 - составная дорожная плита типа «мальтийский крест 1», первый фрагмент. На фиг.30 - то же, второй фрагмент. На фиг.31 - то же, в сборе. На фиг.32 - составная дорожная плита типа «треугольник 1». первый фрагмент. На фиг.33 - то же, второй фрагмент. На фиг.34 - то же, в сборе. На фиг.35 - составная дорожная плита типа «пазл 1», первый фрагмент. На фиг.36 - то же, второй фрагмент. На фиг.37 - то же, в сборе. На фиг.38 - составная дорожная плита типа «пазл 2», первый фрагмент. На фиг.39 - то же, второй фрагмент. На фиг.40 - то же, в сборе. На фиг.41 - составная дорожная плита типа «стяжки», первый фрагмент. На фиг.42 - то же, второй фрагмент. На фиг.43 - то же, в сборе. На фиг.44 - универсальная дорожная плита типа «шестигранник». На фиг.45 - то же, в сборе. На фиг.46 - составная дорожная плита типа «крест 2», первый фрагмент. На фиг.47 - то же, второй фрагмент. На фиг.48 - то же, в сборе. На фиг.49 - составная дорожная плита типа «мальтийский крест 2», первый фрагмент. На фиг.50 - то же, второй фрагмент. На фиг, 51 - то же, в сборе. На фиг.52 - универсальная дорожная плита типа «лягушка». На фиг.53 - то же, в сборе. На фиг.54 - универсальная дорожная плита типа «мальтийский крест 3». На фиг.55 - то же, в сборе. На фиг.56 - универсальная дорожная плита типа «мальтийский крест 4». На фиг.57 - то же, в сборе. На фиг.58 - составная дорожная плита типа «трилистник 1», первый фрагмент. На фиг.59 - то же, второй фрагмент. На фиг.60 - то же, в сборе. На фиг.61 - универсальная дорожная плита типа «трилистник 2». На фиг.62 - то же, в сборе. На фиг.63 - составная дорожная плита типа «четырехлистник 1», первый фрагмент. На фиг.64 - то же, второй фрагмент. На фиг.65 - то же, в сборе. На фиг.66 - универсальная дорожная плита типа «катушка 2». На фиг.67 - то же, в сборе. На фиг.68 - универсальная дорожная плита типа «ваза 1». На фиг.69 - то же, в сборе. На фиг.70 - универсальная дорожная плита типа «ваза 2». На фиг.71 - то же, в сборе. На фиг.72 - универсальная дорожная плита типа «ваза 3». На фиг.73 - то же, в сборе. На фиг.74 - универсальная дорожная плита типа «ваза 4». На фиг.75 - то же, в сборе. На фиг.76 - универсальная дорожная плита типа «ваза 5». На фиг.77 - то же, в сборе. На фиг.78 - универсальная дорожная плита типа «снежинка 1». На фиг.79 - то же, в сборе. На фиг.80 - составная дорожная плита типа «снежинка 2», первый фрагмент. На фиг.81 - то же, второй фрагмент. На фиг.82 - то же, в сборе. На фиг.83 - составная дорожная плита типа «мальтийский крест 5», первый фрагмент. На фиг.84 - то же, второй фрагмент. На фиг.85 - то же, в сборе. На фиг.86 - составная дорожная плита типа «снежинка 3», первый фрагмент. На фиг.87 - то же, второй фрагмент. На фиг.88 - то же, в сборе. На фиг.89 - составная дорожная плита типа «снежинка 4», первый фрагмент. На фиг.90 - то же, второй фрагмент. На фиг.91 - то же, в сборе. На фиг.92 - составная дорожная плита типа «пазл 3», первый фрагмент. На фиг.93 - то же, второй фрагмент. На фиг.94 - то же, в сборе. На фиг.95 - платформа-накопитель поддонов с плитами. На фиг.96 - дорожный агрегат, вид спереди, бункеры со щебнем параллельны уровню горизонта. На фиг.97 - то же, бункеры со щебнем установлены под углом φ к горизонту в поперечной плоскости. На фиг.98 - участок формирования дорожною фрагмента с линейным трехкоординатным манипулятором На фиг.99 - вариант использования линейного трехкоординатного манипулятора для формирования дорожного фрагмента.

Многофункциональный самоходный дорожный агрегат установлен на цельной горизонтально расположенной опоре, включающей несущую раму 1 и заднюю раму 2. В передней зоне несущей рамы 1 установлена выносная навесная рама 3 виброкатков 4, установленная с возможностью изменения положения относительно несущей рамы 1. Под выносной рамой 3 перпендикулярно движению агрегата по всей его ширине расположены навесной бункер 5 щебня крупной фракции и навесной бункер 6 щебня мелкой фракции. Бункеры 5 и 7 также установлены с возможностью изменения положения относительно рамы 1 в вертикальной плоскости, причем изменение положения по высоте с каждой стороны происходит независимо друг от друга за счет независимых приводов (на рисунке не показано). Обеспечивается возможность планирования поперечных неровностей дороги отсыпкой крупного и мелкого щебня за счет выполнения небольшого поперечного наклона бункеров 5 и 7 под углом φ к уровню горизонта (см. фиг.96-97). Для автоматического изменения положения бункеров 5 и 7 по высоте в поперечной плоскости относительно уровня дороги дорожный агрегат снабжен датчиком неровностей и системой навигации (на рисунке не показано), связанными с системой управления агрегатом. По бокам агрегата расположены конвейер 7 подачи щебня крупной фракции и конвейер 8 подачи щебня мелкой фракции. За выносной рамой 3 и бункером 6 установлен мостовой кран 9 для укладки дорожного полотна из плит 10. Плиты 10 размещены на подвижной платформе 11 (выполненной, например, в виде транспортера) и представляют собой подготовленные к укладке поперечно расположенные относительно движения агрегата фрагменты 12 дорожного полотна. В задней зоне несущей рамы 1 расположен парный робот-манипулятор 13. Перед роботом-манипулятором 13 (по ходу движения агрегата) расположен транспортер 14 участка формирования фрагмента 12 дорожного полотна из плит 10. Под роботом-манипулятором 13 расположен конвейер 15 для использованных поддонов 16.

На задней раме 2 в ее центральной зоне расположен центр 17 управления агрегатом. С одной стороны от центра 17 управления агрегатом продольно расположен накопитель 18 крупного щебня с горизонтальным транспортером 19 крупного щебня. С другой стороны также продольно расположен накопитель 20 мелкого щебня с горизонтальным транспортером 21 мелкого щебня. Горизонтально расположенный транспортер 19 связан выходной зоной с наклонно установленным транспортером 22 крупного щебня, а горизонтально расположенный транспортер 21 связан выходной зоной с наклонно расположенным транспортером 24 мелкого щебня. Выходной конец транспортера 22 связан с боковым конвейером 25 крупного щебня посредством воронки 26, а выходной конец транспортера 24 связан с боковым конвейером 27 мелкого щебня посредством воронки 28. Боковые конвейеры 25 и 27 расположены справа и слева от робота-манипулятора 13. На задней раме 2 расположены генераторные установки 29 и конвейер 30 для подачи поддонов 16 с плитами 10, входное окно 31 которого расположено в задней центральной зоне рамы 2 таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ с платформ автомобилей для перегрузки поддонов 16 с плитами 10. Рама 1 и рама 2 опираются, например, на гусеничные шасси 32, закрытые сверху кожухами 33. Центр 17 управления агрегатом может быть оснащен смотровой площадкой 34. Входные зоны транспортеров 19 и 21 расположены в задней зоне рамы 2 с двух сторон на некотором расстоянии от входного окна 31 таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственную перегрузку щебня с автомобилей на транспортеры 19 и 21.

Виброкатки 4 (можно использовать выпускаемые промышленностью грунтовые виброкатки с асинхронным электродвигателем или гидроприводом, оснащенные эксцентриковыми маховиками или дисбалансными вибровозбудителями) установлены относительно продольного движения агрегата в шахматном порядке и связаны с передней поперечной балкой 37 навесной рамы 3 посредством цепей 38, имеющих на концах резиновые гасители 39 колебаний. Конвейер 7 подачи щебня крупной фракции снабжен защитным кожухом 40, расположенным в зоне своего выходного конца, а конвейер 8 подачи щебня мелкой фракции снабжен защитным кожухом 41, расположенным в зоне своего выходного конца. Навесной бункер 5 щебня крупной фракции и навесной бункер 6 щебня мелкой фракции снабжены скребками 42 и 43 для разравнивания слоя щебня.

Мостовой кран 9 оснащен захватами, выполненными в виде вакуумных присосок 45, установленных на траверсе 46 в ряд и связанных с вакуумной установкой 47 гибкими вакуумными проводами 48 и системой трубопроводов 49. На мостовом крапе 9 расположены вакуумная установка 47, ресивер 50 и кабины 51 управления. Вакуумная установка 47 с вакуумными присосками 45 представляет собой вакуумную камеру с вакуум-зацепами и вместе с мостовым краном 9 выполняет функцию укладчика дорожных плит на подушку дорожного полотна. Траверса 46 расположена на мостовом кране 9 с возможностью вертикального перемещения. Мостовой кран 9 расположен на раме 1 с возможностью продольного горизонтального перемещения посредством реечной передачи 52 по рельсам 53 с гидродемпферами 54. Вакуумная присоска 45 мостового крана 9 разделена на четыре автономно работающие зоны: внешние зоны 55 и внутренние зоны 56. Центр 17 управления агрегатом может быть оснащен дополнительной смотровой площадкой 57 с вынесенным пультом 58 управления парным роботом-манипулятором 13. Робот-манипулятор 13 имеет вакуумные присоски 59, выполненные размерами, не превышающими опорную поверхность плиты 10. Вакуумные присоски 59 расположены на шарнирно установленных захватах 60, имеющих возможность продольного, поперечного и вертикального перемещения. Дорожный агрегат может быть оснащен фонарями 61 освещения технологического процесса для вечерней и ночной работы. Многофункциональный самоходный дорожный агрегат изготавливают нескольких модификаций. В зависимости от ширины дороги и количества полос выпускают агрегаты разной ширины захвата (поперечных габаритов рамы 1). Чем шире дорога и больше количество полос, тем выше производительность агрегата. В этом случае наиболее полно проявляются скоростные и высокопроизводительные качества дорожного агрегата.

Дорожные плиты 10 выполнены двух типов: универсальные (см. фиг.13-16, 44-45, 52-57, 61-62, 66-79) и составные (см. фиг.26-43, 46-51, 58-60, 63-65, 80-94), выполненные из двух сочленяемых частей 62 и 63. Универсальные и составные дорожные плиты 10 выполнены из прочных материалов, например бетона, армированного бетона, фибробетона, бетона с покрытием или добавлением частиц наноматериалов и других материалов, обладающих соответствующими свойствами: прочностью, износостойкостью, влагостойкостью, стойкостью к перепадам температур в условиях северных регионов и т.д. Их размеры выбирают, исходя из условий транспортировки и укладки. Они могут быть кратными половине, трети или четверти ширины или длины стандартной автомобильной платформы, чтобы их можно было компактно разместить во время перевозки. Каждая универсальная дорожная плита 10 и сочленяемые части 62 и 63 составных плит 10 имеют зацепы 64 и впадины 65 для входа зацепов 64. Плиты 10 выполнены с полостями 66 крестообразной формы в боковых зонах в местах соединения с аналогичными полостями 66 плит 10 и частей 62 и 63 между собой для впрыскивания связующего вещества. Вертикальное сквозное отверстие 67 полости 66 связано с горизонтальной полукруглой нишей 68, имеющей глубину, превышающую размеры горизонтального сечения отверстия 67. Устройство для впрыскивания связующего вещества (на рисунке не показано) в отверстия 67 полостей 66 для заполнения всей крестообразной формы располагают либо в средней, либо в задней зоне рамы 1. В качестве связующего вещества используют отвердевающую на воздухе многокомпонентную смесь, которая обладает необходимыми свойствами для получения монолитного дорожного полотна из уложенных плит 10.

Скоростной способ строительства дороги заключается в следующем. Многофункциональный самоходный дорожный агрегат монтируют в том месте, где начинают строительство дороги. Зону, где происходит формирование дорожного полотна, предварительно планируют, снимают верхний слой почвы, утрамбовывают землю по всей ширине дороги. В районах с повышенной подвижностью либо влажностью верхних слоев земли предпочтительно провести дополнительное упрочнение грунта. Все компоненты строительства дороги подвозят к агрегату по определенным логистическим схемам, рассчитанным заранее. Виброкатками 4 утрамбовывают грунт впереди агрегата. Благодаря расположению виброкатков 4 в шахматном порядке обеспечивается равномерное воздействие на почву в зоне строительства дороги. Крупный щебень, распределяемый по ширине бункера 5 скребками 42, укладывают на подготовленное земляное полотно. Мелкий щебень из бункера 6 равномерно укладывают на крупный щебень. Именно такая последовательность распределения крупного и мелкого щебня обеспечивает образование плотной устойчивой «подушки» под плиты 10. Конструкция виброкатков 4 с дисбалансным вибровозвудителем позволяет уплотнять грунт в зоне будущей дороги до твердого плотного состояния, при этом толчки, воздействующие па почву, способствуют равномерному рассредоточению и уплотнению крупного и мелкого щебня. Такая «подушка» не требует дополнительного уплотнения и практически готова под укладку плит 10.

Собранные поперечно движению агрегата на всю ширину его захвата фрагменты 12 дорожного покрытия, собранные из плит 10, укладывают на подготовленную «подушку» в поточном непрерывном цикле. Плиты 10 на поддонах 16 конвейером 30 подают через входное окно 31 в зону работы парного робота-манипулятора 13. Поочередно захваты 60 своей вакуумной присоской 59 подхватывают плиты 10 и переносят на транспортер 14 участка формирования фрагмента 12 дорожного полотна. Транспортер 14 может быть выполнен в виде продольно расположенных выдвижных в вертикальной плоскости роликов, расположенных между продольно расположенными ветвями транспортерной ленты (на рисунке не показано). После формирования части фрагмента 12 правым захватом 60 правые ролики транспортера 14 выдвигаются вверх, захватывают фрагмент 12 и сдвигают его вправо на некоторое расстояние, освобождая место для следующей плиты 10. Затем ролики опускаются вниз. Аналогично действует левая часть транспортера 14, сдвигая левыми роликами часть фрагмента 12 после его выкладывания левым захватом 60 (см. фиг.17, 18, 19). Фрагмент 12 формируют таким образом, чтобы зацепы 64 одной плиты 10 входили во впадины 65 другой плиты 10, а полости 66 стыкующихся плит 10 смыкались друг с другом и образовывали крестообразный канал для заливки связующего вещества. После выкладывания последней плиты 10 в центральной зоне фрагмента 12 весь сформированный фрагмент 12 сдвигают транспортерными лентами транспортера 14 в сторону подвижной платформы 11, освобождая место на транспортере 14 для формирования следующего фрагмента 12. По мере уменьшения количества плит 10 на поддоне 16 его выталкивают вверх подъемным механизмом (на рисунке не показано), а после полного освобождения поддона 16 от плит 10 сталкивают его на конвейер 15 для использованных поддонов 16.

С помощью подвижной платформы 11 сформированный фрагмент 12 подают в зону действия мостового крана 9. Мостовой кран 9 перемещают назад по ходу движения агрегата и располагают над поданным платформой 11 фрагментом 12 дорожного полотна. Вакуумные присоски 45 мостового крана 9, разделенные на четыре автономно работающие зоны: внешние зоны 55 и внутренние зоны 56, осуществляют вакуум-захват и захватывают весь фрагмент 12 целиком. Причем та зона 55 или 56 вакуумной присоски 45, которая в данный момент не соприкасается с плитой 10, выключена. Мостовой кран 9 с захваченным фрагментом 12 сдвигают вперед в свободную зону, где уже уложена подушка из крупного и мелкого щебня. Траверсу 46 опускают вниз таким образом, чтобы зацепы 64 плит 10 укладываемого фрагмента 12 вошли во впадины 65 плит 10 предыдущего фрагмента 12, который уже уложен на дорогу. Уложенный фрагмент 12 освобождают от вакуумных присосок 45, поднимают траверсу 46 и весь цикл повторяют заново. После укладки фрагментов 12 на дорогу и сформирования дорожного полотна проводят его омоноличивание, впрыскивая (заливая) связующий раствор через отверстие 67 в полость 66 с нишей 68. В качестве связующего раствора можно использовать бетонные смеси со свойствами диффузии при взаимодействии с плитами 10. Такие растворы повышают прочность образующегося соединения. После отвердевания связующего раствора в канале, образованном сомкнувшимися крестообразными полостями 66 соседних плит 10, дорожное полотно приобретает прочность монолита, т.е. исключены какие-либо смещения плит 10 относительно друг друга в любом направлении. Для улучшения эксплуатационных качеств дороги можно сверху на полученное дорожное полотно уложить небольшой слой асфальта.

При изготовлении вакуумных присосок 45 и 59 учитывают размеры, форму и габариты плиты 10. Для использования универсальных плит 10 (см. фиг.13-16, 44-45, 52-57, 61-62, 66-79) не требуется изменения модификации вакуумных присосок 45 и 59. При формировании дорожного полотна из составных плит 10, состоящих из частей 62 и 63 (см. фиг.26-43, 46-51, 58-60, 63-65, 80-94), отличающихся габаритами частей 62 и 63, можно использовать присоски 59 с автономно работающими зонами, как в присосках 45, что позволит уменьшить энергоемкость агрегата.

Универсальная конструкция многофункционального самоходного дорожного агрегата, позволяющая формировать дорожное полотно в поточном режиме с высокой скоростью, легко изготавливается в условиях как единичного, так и серийного производства с использованием современной элементной базы, новейших конструкторских материалов. Технология установки фрагментов 12 на предварительно уложенные крупный и мелкий щебень является всепогодной, т.к. предусматривает использование только таких компонентов, эксплуатационные качества которых не зависят от дождя, снега, заморозков. Щебень пропускает влагу вниз, не слипается от мороза, т.к. находится под воздействием вибрации от виброкатков 4. Дорожный агрегат легко и быстро монтируется в любых климатических зонах. Выбор ширины захвата агрегата обусловлен местными условиями, техническим заданием и условиями эксплуатации дороги. Такую дорогу несложно поддерживать в работоспособном состоянии в условиях перепада температур, снежной зимы и жаркого лета.

Синергетический эффект от использования многофункционального самоходного дорожного агрегата, оснащенного вакуумными присосками для формирования фрагментов 12 из дорожных плит 10, и конструкцией плит 10, выполненных с крестообразными каналами 66, обеспечивает высокую скорость формирования дороги, надежность полученного дорожного полотна в сочетании с высокими эксплуатационными качествами.

Таким образом, технический результат, достигаемый с использованием заявленного изобретения, заключается в повышении скорости формирования дороги из сборных дорожных плит на выровненной и спланированной подушке, повышении универсальности самоходного дорожного агрегата, увеличении его производительности при повышении качества и надежности работы, а также улучшении эксплуатационных характеристик сборного дорожного покрытия и увеличении срока его эксплуатации.

Группа изобретений относится к скоростным способам строительства дороги, а также к машинам и агрегатам для формирования сборных покрытий дорожного полотна и применяемым для этого дорожным плитам, и представляет собой поточный способ формирования дорожного полотна из заранее собранных поперечных фрагментов дороги, реализованный в многофункциональном самоходном дорожном агрегате, включающем участок формирования дорожного фрагмента из дорожных плит по ширине формируемой дороги с роботом-манипулятором, имеющим захваты в виде вакуумных присосок, и транспортирующими элементами, при этом укладчик дорожных плит на подушку дорожного полотна выполнен в виде мостового крана, снабженного захватом, выполненным в виде ряда вакуумных присосок, закрепленных на подвижной в вертикальной плоскости траверсе, для перемещения и укладки сформированного дорожного фрагмента. Изобретение способствует повышению скорости формирования дороги из сборных дорожных плит с их последующим омоноличиванием, повышению универсальности самоходного дорожного агрегата, увеличению его производительности при повышении качества и надежности работы, а также улучшению эксплуатационных характеристик сборного дорожного покрытия и увеличению срока его эксплуатации. 3 и 8 з.п. ф-лы, 99 ил.

1. Многофункциональный самоходный дорожный агрегат, включающий укладчик подушки дорожного полотна, укладчик дорожных плит, содержащий вакуумную камеру с вакуум-зацепами, при этом агрегат снабжен участком формирования дорожного фрагмента из дорожных плит по ширине формируемой дороги, причем этот участок снабжен манипулятором с захватами в виде вакуумных присосок и транспортирующими элементами, а укладчик дорожных плит на подушку дорожного полотна выполнен в виде мостового крана, снабженного захватом, выполненным в виде ряда вакуумных присосок, закрепленных на подвижной в вертикальной плоскости траверсе, для перемещения и укладки сформированного дорожного фрагмента.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что вакуумная присоска мостового крана разделена на несколько автономно работающих зон.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что укладчик подушки дорожного полотна выполнен в виде ряда виброкатков и расположенных сразу за ними навесного бункера щебня крупной фракции и навесного бункера щебня мелкой фракции, при этом агрегат снабжен средствами непрерывной подачи крупного и мелкого щебня в зону формирования подушки дорожного полотна, причем бункеры щебня крупной и мелкой фракций выполнены с возможностью изменения угла наклона в поперечной плоскости.

4. Агрегат по п.3, отличающийся тем, что он снабжен навесной рамой, а виброкатки расположены в шахматном порядке и связаны с навесной рамы посредством цепей, снабженных на концах резиновыми гасителями колебаний.

5. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен конвейером для подачи поддонов с плитами, при этом его входное окно расположено в задней центральной зоне рамы агрегата таким образом, чтобы обеспечить свободный доступ с платформ автомобилей для перегрузки поддонов с плитами на конвейер подачи поддонов, причем средства непрерывной подачи крупного и мелкого щебня в зону формирования подушки дорожного полотна снабжены подающими транспортерами, расположенными в задней зоне агрегата с обеих сторон от конвейера для подачи поддонов с плитами.

6. Дорожная плита, включающая зацепы и впадины для входа зацепов, при этом она снабжена полостями крестообразной формы для формирования каналов с горизонтальными нишами в местах соединения с аналогичными полостями других плит.

7. Плита по п.6, отличающаяся тем, что она выполнена составной в виде сочленяемых частей.

8. Способ формирования сборного дорожного покрытия, включающий засыпку подушки дорожного покрытия и установку дорожных плит на подушку, стыковку плит по выступам и впадинам, при этом формирование дороги ведут поточным методом, а перед установкой дорожных плит на подушку формируют на дорожном агрегате дорожные фрагменты размером, равным ширине дороги, стыкуя их по выступам и впадинам, затем выкладывают вакуум-захватом на дорогу сформированный фрагмент, стыкуя его с предыдущим фрагментом по выступам и впадинам.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что подушку формируют непосредственно перед укладкой фрагментов из дорожных плит, при этом вначале утрамбовывают грунт посредством виброкатков, затем укладывают на него щебень крупной фракции, а на последний кладут щебень мелкой фракции, причем крупный и мелкий щебень выкладывают в зоне вибрации грунта от виброкатков, причем изменяют угол наклона бункеров крупной и мелкой фракций в вертикальной плоскости для выравнивания полотна дороги относительно горизонтальной плоскости.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что дорожные фрагменты формируют на специальной площадке самоходного дорожного агрегата, а затем подают их к укладочному устройству.

11. Способ по п.8, отличающийся тем, что для формирования дорожных фрагментов используют дорожные плиты, выполненные с полостями в зонах стыка, а после укладки дорожного полотна впрыскивают в эти полости связующее вещество.