Дорожные фрезы Wirtgen

Известны два метода восстановления дорожного покрытия с использованием материала ремонтируемого покрытия: с повторным использованием материалов покрытия в стационарной смесительной установке (Recycling in plant), с повторным использованием дорожного покрытия непосредственно на месте (Recycling in place).

Выбор того или иного метода связан с качеством старого материала и экономической целесообразностью.

Первый метод применяется при необходимости удаления большого количества материала вследствие значительных разрушений покрытия большой толщины. Этот метод независим от погодных условий. Основной операцией первого метода является фрезерование с целью удаления дефектного слоя покрытия. Фрезерование успешно используется и в случаях, когда площади ремонтируемых участков незначительны и эти участки удалены друг от друга; для выемки поясов вдоль бордюрных камней; при ремонте асфальтобетонных или цементобетонных покрытий мостов; в случаях необходимости клинообразного фрезерования по краям дорожных покрытий и при производстве ряда других работ, где необходима маневренность, присущая фрезерным машинам. Фрезерование может осуществляться как с предварительным разогревом поверхности (горячее фрезерование), так и без него (холодное фрезерование).

Холодное фрезерование осуществляется путем механического воздействия на поверхность дорожного покрытия без нагрева поверхности покрытия. Вызываемые при этом способе изменения смеси ограничиваются в основном раздроблением зерен и изменением гранулометрического состава смеси. Метод холодного фрезерования отличается высокой производительностью. За один проход машины могут фрезеровать покрытия на глубину до 150 мм при ширине от 300 до 4200 мм. Удаленный материал хорошо грузится, транспортируется и складируется, склеивания материала не происходит, что важно для повторного использования материала путем его переработки в стационарных смесительных установках.

Метод ремонта с повторным использованием материалов дорожного покрытия непосредственно на месте производства работы исключает необходимость транспортировки материала к месту его переработки и обратно, его складирование и создает минимальные ограничения при движении транспорта по ремонтируемому участку. При этом методе материал ремонтируемого покрытия используется полностью. Метод применяется при ремонте покрытия с колейностью в верхнем слое, появившейся как из-за износа, так и текучести, с трещинами в поверхностном слое.

При производстве работ по методу повторного использования на месте восстановление покрытия осуществляется за счет ряда последовательно выполняемых рабочих операций за один проход специальной машины или набора машин, обеспечивающих переработку и новую укладку смеси. При этом ремонт может производиться как с разогревом поверхности старого покрытия (горячий метод), так и без разогрева покрытия (холодный метод).

Метод ремонта асфальтобетона на месте холодным способом заключается в холодном фрезеровании дефектного слоя покрытия, загрузке удаленного материала в передвижной смеситель, обеспечивающий добавку необходимых компонентов, разогрев и перемешивание загруженных материалов, выгрузке готового материала (горячей асфальтобетонной смеси) в приемный бункер асфальтоукладчика и укладке последним нового слоя из регенерированной асфальтобетонной смеси. Этот метод применяется при восстановлении дорог с большой и однородной толщиной покрытия, где эффективность фрезерования на большую глубину обеспечивает экономичность метода.

Способ холодного фрезерования отличается высокой экономичностью, большой глубиной и скоростью фрезерования, высокой точностью (С 2 мм) и возможностью контроля образуемой гладкой поверхности, отсутствием склеивания материалов. "Холодные" фрезы широко применяются в мировой практике.

Они состоят из трех функциональных агрегатов: базового шасси, механизма для фрезерования материала покрытия и транспортирующей системы, с помощью которой разрушенный материал покрытия загружается в транспортное средство или укладывается в валок.

Машины для холодного фрезерования комплектуются системой автоматического обеспечения ровности и заданного профиля. Базовое шасси выполняется на гусеничном или колесном ходу, с мощной силовой установкой. Привод всех рабочих органов и хода гидрообъемный. Машина оснащается системой орошения с большим запасом воды, имеет устройства для навески режущей системы, обеспечивающей последней все необходимые перемещения, и устройства для навески транспортирующей системы.

Режущее устройство представляет собой цилиндрический барабан, оснащенный резцами, расположенными по винтовой линии, обычно совмещенный с заслонкой-отвалом.

Транспортирующая система выполняется как с подборкой удаляемого материала, так и без нее. Машины с подбирающей системой имеют два конвейера: первый - короткий, располагающийся снизу за режущим агрегатом и непосредственно подбирающий срезанный материал, который затем подается на второй конвейер, выгружающий этот материал в транспортное средство. Управление двигателем и рабочим оборудованием осуществляется с центрального пульта. Перевозка таких машин с объекта на объект осуществляется на трейлере.

В качестве режущего органа применяются фрезерные барабаны, к которым болтами крепятся сегменты с резцодержателями. Круглые резцы, оснащенные твердосплавным наконечником, быстросъемны. В качестве режущего элемента в настоящее время используется карбид чугуна. Резцы выпускаются в пяти исполнениях с диаметром режущей вставки 8, 12,5 и 16 мм. Вставки большого диаметра имеют большую эффективность, меньший износ, но требуют большей мощности из-за высокого сопротивления фрезерованию. Резцы устанавливаются с помощью разрезных пружинных колец, обеспечивающих их удержание в гнезде, возможность вращения относительно собственной оси и быстросъемность. Вращение резца обеспечивается его установкой на фрезе и способствует равномерности износа. Диаметр фрезы определяется потребляемой мощностью машины, шириной и глубиной обработки восстанавливаемого покрытия. В табл. 1 приведены диаметры фрез (по концам резцов), применяемые для машин с различной шириной и глубиной обработки дорожного покрытия.

Резцы расположены на фрезерном барабане двойной спиралью, что позволяет перемещать срезанный материал к середине машины для его сбора и погрузки. Для погрузки срезанного материала на транспортер на фрезе в средней части устанавливаются лопатки. Применяется встречное фрезерование (направление движения резца снизу вверх).

По производству фрез ведущей фирмой ФРГ является фирма "Wirtgen". Для холодного фрезерования она выпускает фрезеровщики моделей SF 300С, SF 500C, SF 1000C, SF 1200C, SF 1300C (см. табл. 2), которые применяются для снятия поверхностных слоев дорожных покрытий любого типа и характеризуются большой универсальностью. Поскольку для питания двигателя применяется дизельное топливо, стоимость эксплуатации машин очень мала. Машины удобны в транспортировании. Контроль качества работ осуществляется автоматически.

Фирма "Wirtgen" выпускает также и более мощные машины для холодного фрезерования моделей 1500С, 1900С, SF 2100С, 2200С с большим захватом обрабатываемой поверхности. Фрезерные машины просты по конструкции и в управлении. Контроль за уровнем и углом наклона фрезы осуществляется автоматически. После снятия асфальтобетона обеспечивается высокая ровность нового слоя, однородность его по толщине и плотности. Наличие бороздок на оставшемся покрытии улучшает сцепление между укладываемым и старым слоем.

Кроме удаления старого асфальтобетона, фрезерные машины могут быть использованы для выравнивания поверхности асфальтобетонных или цементобетонных покрытий дорог, а также повышения фрикционной способности (нанесения бороздок) асфальтобетонных покрытий, имеющих запас прочности.

Рассмотрим подробнее принцип работы и конструктивные особенности "холодных" фрез фирмы "Wirtgen".

К ряду мобильных компактных фрез относится самая малая фреза - это фреза модели SF 300C. Она имеет ширину фрезерования 0,3 м. Благодаря компактной конструкции и мобильности эта машина сконструирована для применения в ограниченном пространстве, для ремонтных работ, фрезерования соединительных кромок на проезжей части дорог, для выравнивания поверхности покрытий дорог, улиц. Благодаря простоте обслуживания и удобной транспортировке (фрезу можно поставить на прицеп легкового автомобиля) SF 300C особенно подходит для такого применения.

Модель SF 500C является компактной и маневренной машиной с шириной фрезерования 0,5 м. Фрезерный валик расположен между задними колесами и приводится в действие механически при помощи роликовой цепи. Этот вид привода обеспечивает минимальные потери производительности и передает максимальный момент вращения. Привод движения гидравлический, регулируется бесступенчато, машина приводится в движение через передние колеса. Сидение водителя находится сзади над фрезерным валиком, что обеспечивает хороший обзор. Все элементы обслуживания легко доступны и обозримы. Благодаря компактной конструкции и большой маневренности машину SF 500C можно использовать даже в ограниченных пространственных условиях.

Фреза модели SF 500C является основной конструкцией ряда SF 500C. Она оборудована трехцилиндровым двигателем марки "Deutz" и резцедержателями, которые возможно отвинчивать по одному.

"Холодная" фреза модели SF 500C/4 отличается от основной фрезы более сильным четырехцилиндровым дизельным двигателем, большей глубиной фрезерования за счет использования чашеобразных сегментов, а также наличием бака для воды. Как специальное оборудование можно заказать ленточный конвейер.

В концепции SF 500С придавалось особое значение компактной конструкции и большой маневренности с целью создания возможности работы в очень ограниченном пространстве. Производительность фрезерования поверхности дорожного покрытия моделью SF 500C составляет от 400 до 800 м 2 в сутки.

Удаление поврежденных асфальтобетонных покрытий при помощи "холодных" фрез является в настоящее время технически наилучшим и экономичным методом. Чистые и ровные обработанные фрезой поверхность покрытия и кромка позволяют оптимальную укладку новой асфальтобетонной смеси с хорошим сцеплением слоев и плотными швами.

SF 500C используется для фрезерования или удаления асфальтобетонных покрытий на стройплощадках площадью не более 1000 м 2; ремонтного профилирования деформированных асфальтобетонных покрытий; ремонта асфальтобетонных покрытий на перекрестках, на стоянках автомашин, при наличии колей, в зоне соединения с мостом; удаления асфальта при рытье траншей (материал можно снова использовать); выравнивания поверхностей покрытий дорог; маркировочных и демаркировочных работ; фрезерования швов (с помощью фрезерных колец).

В этой модели правое заднее колесо, образующее с фрезерным валиком ось, можно повернуть и разместить перед валиком. Это позволяет фрезерование вплоть до кромки бордюрных камней или других ограничений и точно вдоль кромки.

Простому и удобному обслуживанию машины придается особое значение. Встроенное сидение оператора находится справа сзади над фрезерным валиком, так что оператор не только хорошо видит фрезеруемую кромку впереди себя, но и имеет хороший обзор вокруг себя.

Дизельный бак имеет большую емкость, все элементы обслуживания легко досягаемы и логически расположены, шкала индикатора глубины фрезерования находится в поле зрения оператора, фреза снабжена фонарями для движения, а также рабочими фонарями для производства работ в темноте - все это является преимуществом модели SF 500С.

Кроме того, SF 500C комплектуется водооросительной системой для улавливания пыли и охлаждения резцов для повышенной стойкости режущего рабочего органа. Фильтр можно просто чистить, как и форсунки, располагающиеся в специальных гнездах.

Фрезерный валик располагается между задними колесами. Преимущество такой конструкции в том, что установленная глубина фрезерования сохраняется даже при наличии неровностей. Водитель должен наблюдать за задними колесами и в случае неровностей произвести корректировку. Дополнительной нивелирующей системы не требуется. У других систем, где фрезерный валик располагается сзади задней оси, глубина фрезерования постоянно изменяется вследствие действия закона рычага и без нивелировочной системы не обойтись. Вместе с откидным колесом система "Wirtgen" является наилучшим решением.

У модели SF 500C фрезерный валик оснащен закрепленными болтами сегментами с резцедержателями, в результате чего ширину фрезерования можно уменьшать по 30 мм, а изношенные или сломанные держатели можно отдельно заменять.

У модели SF 500C/4 фрезерный валик оснащен чашеобразными сегментами на болтах. Оснастка состоит из двух пар сегментов, причем ширина каждой из них составляет 250 мм. Путем отвинчивания отдельных пар ширину фрезерования можно быстро уменьшить. Фреза модели SF 1000C является компактной "холодной фрезерной машиной с шириной фрезерования 1,0 м. Фрезерный валик расположен между задними колесами и приводится в действие через надежную угловую передачу и роликовую цепь. Этот вид привода обеспечивает минимальное снижение производительности и передает максимальный момент вращения. Привод движения фрезы гидравлический, регулируется бесступенчато, им приводятся в движение передние колеса. Компактная конструкция машины и высокая мощность двигателя дают возможность использовать SF 1000C при фрезеровании асфальтобетонных дорожных покрытий.

Мощность двигателя (104 кВт) и ширина фрезерования (1,0 м) обеспечивают высокую производительность фрезерования и экономичное использование фрезы даже на крупных стройках.

Фреза SF 1000C применяется при наличии деформаций асфальтобетонных покрытий в виде колей, волн и других неровностей; повреждения поверхности дорожного покрытия в виде износа, небольшой шероховатости; при наличии трещин любого вида; в случаях неудовлетворительного водоотвода с поверхности покрытия вследствие слабого бокового наклона (малого поперечного уклона); необходимости сохранения имеющейся высоты, как, например, бордюрных камней, подмостовых габаритов.

Производительность фрезерования SF 1000С составляет 150-300 м2/ч в зависимости от глубины фрезерования и имеющихся на стройплощадке препятствий.

Правое заднее колесо такой модели, образующее с фрезерным валиком ось, можно повернуть и разместить его перед валиком. Это дает возможность вести фрезерование вплоть до кромки бордюрных камней и точно вдоль нее (см. рис. 2).

Полный привод повышает тягу и способность преодолевать подъем и, таким образом, производительность фрезерования. Это становится очевидным при наличии подъемов, твердого срезаемого материала, при большой глубине фрезерования. Каждое из колес приводится в движение при помощи гидравлического сервомотора, скорость движения регулируется бесступенчато.

Фрезерный валик серийно оснащается чашеобразными сегментами на болтах. Оснастка состоит из четырех пар сегментов, причем ширина каждой из пар составляет 250 мм. Путем отвинчивания отдельных пар ширину фрезерования можно изменять по 250 мм.

Фрезу можно оборудовать погрузочным конвейером, с помощью которого отфрезерованный материал грузится в грузовик. Высота сброса регулируется гидравлически, поэтому имеется возможность загрузки также крупных трехосных автомобилей. Конвейер можно поворачивать при помощи поворотного цилиндра направо и налево на 42°.

Специальное оборудование фрезы SF 1000C: погрузочный конвейер, складывающийся конвейер, фрезерные кольца для траншей, нивелирующая автоматика, кабина, гидравлическое соединение для дополнительного оборудования, гидравлический молот, фрезу можно заказать с полным приводом.

"Холодные фрезы моделей 1500С и 1900С являются мощными машинами с рабочей шириной не более 1500 и 1900 мм соответственно. Они являются необходимыми для рациональной реализации проектов ремонта дорожных покрытий. Машины моделей 1500С и 1900С могут фрезеровать практически все материалы дорожных покрытий, начиная от асфальтобетона и литого асфальта и кончая цементобетоном.

Такие машины производят точные кромки даже при большой глубине фрезерования и чистые поверхности при высокой производительности. Это обеспечивается бесступенчатой регулировкой подачи машины и числа оборотов валика в связи с оптимальным расположением режущего инструмента. В качестве инструмента служат зарекомендовавшие себя круглые резцы, отличающиеся высокой стойкостью и удобством замены.

Все элементы обслуживания размещены на приборной панели. Водитель машины имеет отсюда хороший обзор всех рабочих агрегатов.

Автоматическая продольно-поперечная нивелировка обеспечивает удобное обслуживание и удовлетворяет требованиям практически всех случаев применения машины.

Шасси сотовой конструкции моделей 1500С и 1900С состоит из основной крутильно-жесткой рамы. Качественная сварка и материалы высокой прочности гарантируют большую надежность, соответствующую жесткому режиму работы.

В полостях шасси размещены баки для воды, дизельного топлива и масла для гидравлики. Таким образом сконструированы эти крупные машины.

Выполнение ходовой части с тремя гусеничными ходами на качающейся подвеске статически очень выгодно. Каждый из гусеничных ходов приводится в движение гидродвигателем, который питается от совместного гидронасоса с поворотными лопастями, позволяющего применять бесступенчатую регулировку скорости движения машины, согласованную с условиями работы и характеристиками срезаемого материала дорожного покрытия.

Гусеничные ходы удовлетворяют требованиям международных стандартов и не требуют технического обслуживания. Резиновые пластины на беговых поверхностях обеспечивают надежную тягу и предохраняют дорожное покрытие от повреждения при перемещении машины.

Гидростатический привод фрезерного валика позволяет применять бесступенчатую регулировку оптимальной скорости резания, согласованной со скоростью подачи и характеристиками материала.

Гидродвигатели размещены во фрезерном барабане, отсутствует боковое препятствие вследствие механической передачи усилия. Таким образом, можно фрезеровать дорожное покрытие точно до кромки и при фрезеровании в нескольких слоях отпадает смещение.

На корпусе валика крепятся болтами сегменты с привинченными резцедержателями. Круглые резцы просто вставляются. Их замену можно производить быстро и удобно прямо на стройке с помощью пневмомолотка, подключаемого к пневматической системе машины. Время на монтаж сводится к минимуму. Встроенная автоматическая нивелировка обеспечивает точную обработку дорожных покрытий.

При продольной нивелировке установка глубины фрезерования на левой и правой сторонах осуществляется отдельно в зависимости от данной базовой плоскости. Заданные значения устанавливаются через кривошипные рукоятки и показываются на шкалах. Позиционирование валика осуществляется с помощью двух гидродвигателей, управляемых через магнитные клапаны от сравнителя действительной и заданной величин. В случае отсутствия на одной стороне базовой плоскости или в случае необходимости определенного изменения поперечного профиля поверхности дорожного полотна можно подключить регулятор наклона. Установленное на нем значение наклона затем автоматически сохраняется постоянным, независимо от установленного на другой стороне значения глубины фрезерования.

Ощупывание базовой поверхности осуществляется через балку на роликах и самоустанавливающемся подшипнике вместе с выравнивающим рычажным механизмом, поглощающим небольшие неровности. При фрезеровании непосредственно вдоль повышенных кромок (бордюра) ощупывание осуществляется на щите валика, скользящего при этом по данной кромке.

Для рационального выполнения рабочего процесса на строительном участке "холодные" фрезы 1500С и 1900С оборудованы погрузочным конвейером. Конвейерная лента принимает сфрезерованный материал у валика, транспортирует его в заднюю часть машины и передает его на собственный погрузочный конвейер для последующей погрузки на стоящие в готовности грузовики. Высоту погрузочного конвейера можно регулировать в зависимости от высоты борта грузовика. Повернув конвейер в сторону, можно нагружать также грузовики, стоящие с боковой стороны фрезерной машины.

Оросительная система непрерывно брызгает на фрезерный валик воду, в результате чего снижаются пылеобразование и износ инструмента и улучшается складируемость сфрезерованного материала.

Массивная дорожная фреза для резки асфальта и бетона модели SF 2100C фирмы "Wirtgen" является успешным развитием и совершенствованием вышеописанных моделей "холодных" фрез. Двойное управление и четырехколесное исполнение машины способствуют высокой степени маневренности, благодаря чему модель пригодна для фрезерования покрытий не только на автомагистралях и дорогах общегосударственного значения, но и на дорогах местного значения и в городских условиях. Работа без предварительного разогрева слоя покрытия и высокая рабочая скорость являются хорошими стимулами для экономного использования фрезерной машины на строительных площадках.

Отфрезерованный материал собирается в середине машины и удобно удаляется при помощи отдельного погрузочного устройства независимо от скорости движения машины.

Регулирование глубины фрезерования проводится с помощью двух кривошипных рукояток, размещенных на левой и правой сторонах фрезерного агрегата и фиксирующих вместе с обоими опорными колесами положение фрезерного барабана.

Фрезерный барабан, приводимый в действие механически, оснащен привинченными стальными держателями. К ним крепятся плоские или круглые резцы.

Имеются два объединенных поста управления, что обеспечивает надежное управление машиной. Скорость движения регулируется плавно гидростатическим приводом обеих осей. Для перемещения или транспортирования фрезы фрезерный барабан гидравлически поднимается до основной рамы.

Фрезы "холодного" фрезерования модели 2200С подвергаются испытанию не только при фрезеровании широких площадей, но и при выравнивании покрытий дорог. Мощность двигателя обеспечивает снабжение гидростатических приводных систем фрезерного барабана и трех гусеничных двигателей. Плавное регулирование скорости вращения барабана и движения машины способствуют оптимальному согласованию со свойствами срезаемого материала. Фрезерные барабаны для модели 2200С выпускаются сменными и разной ширины.

Барабан подвижно расположен на ходовой части. Последняя опирается на трех опорных точках на движители. Два цилиндра устанавливают фрезерный барабан в вертикальном положении. Два потенциометра на правой и левой сторонах машины предназначены для регулирования глубины фрезерования.

Фреза оборудована удобной для обслуживания нивелирной автоматикой. Она поддерживает постоянную величину заданных параметров глубины фрезерования с точность ±2 мм. Фрезерный барабан оснащен твердосплавными резцами с хвостовиками круглого сечения, обеспечивающими высокую стойкость инструмента.

Фреза 4200С "Vario" является самой современной в мире "холодной" фрезой. Новая конструкций фрезерного агрегата обеспечивает плавную регулировку ширины фрезерования в пределах от 2,6 до 4,2 м. Модель построена для наивысших производительностей фрезерования при восстановлении дефектных покрытий на автострадах, дорогах скоростного движения, дорогах республиканского значения и в аэропортах. По сравнению с традиционными методами фрезерования производительность повышается на 100%, так как процесс фрезерования осуществляется лишь за один проход; отсутствуют поворачивание и маневрирование, замена фрезерного агрегата, демонтаж оснастки валика.

Перед главным фрезерным валиком с левой и правой сторон размещается по одному дополнительному выдвигаемому фрезерному валику. Привод фрезерных валиков осуществляется с помощью встроенных гидравлических двигателей. Сила прижатия фрезерного агрегата регулируется тремя гидроцилиндрами, задающими одновременно глубину фрезерования. Заданная глубина поддерживается с помощью автоматической нивелировки. К корпусам фрезерных валиков привинчены сменные агрегаты, в которых закреплены резцы.

Евгений МАРГАЙЛИК