Машина для ремонта временных зимних дорог

Аннотация

Ш.М. Мерданов, Ю.Г. Сысоев, В.А. Костырченко, Т.М. Мадьяров

Дата поступления статьи: 11.06.2014

Рассматриваются способы строительства и ремонта временных зимних дорог, предлагается техническое решение для создания устройств, обеспечивающих значительное повышение прочности, несущей способности, а также долговечности отремонтированного снеголедового покрытия автозимника при полной механизации процесса восстановления.

Ключевые слова: Автозимник, временная зимняя дорога, увлажнение, ремонт, механизированный комплекс, снежная масса, фрезерный аппарат, несущая способность

05.05.04 - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

При освоении Севера и Сибири столкнулись с проблемой, что обычные автомобильные дороги не подходят для суровых климатических условий, поэтому учеными было выдвинуто ряд идей, которые уже введены в эксплуатацию. Появились типы дорог такие как: снеголедовые, ледовые (автозимники).
Автозимники подразделяются следующим образом:
регулярные, временные; разового пользования; сухопутные; ледовые; ледяные переправы; обычные; автозимники с продленными сроками эксплуатации [1].
Для бесперебойной работы снеголедовых дорог (СЛД) существует техника и технологии по восстановлению и ремонту СЛД.
Для содержания временных зимних дорог используются специальные машины: плужно-щеточные и роторные снегоочистители, снегопогрузчики, машины для зимней уборки лотков, удаления уплотненного снега, распределения минеральных и химических материалов по проезжей части, универсальные уборочные и комбинированные машины.
Технологии по ремонту снеголедовых покрытий автозимников включают в себя следующие операции [2]:
- фрезерование изношенных поверхностей с оптимальной степенью увлажнения с перемешиванием срезаемой массы с дополнительно набросанной снежной массой;
- набрасывание на изношенную дорожную поверхность снега с боковых снегосборных полос;
- увлажнение набросанного слоя снега;
- выравнивание и уплотнение подготовленной поверхности.
Известное в настоящее время производство работ для ремонта снежных насыпей изношенных автозимников заключается:
- в уплотнении выпавшей на дорожное полотно снежной массы ходовыми органами автомашин;
- в расчищении излишнего количества снега;
- в проминке снега техникой.
Главным достоинством комплекса машин по сравнению с единичной техникой – это сокращение время ремонта, сохранение качества полотна СЛД и поддержание бесперебойной работы СЛД.
Недостатками такого способа для ремонта снеголедовых дорог являются:
- низкое качество ремонта;
- недостаточно высокая  прочность;
- малая долговечность, восстановленных таким способом снежных проезжих покрытий автозимников;
- удорожание строительства;
- необходимость содержания парка машин и обеспечение обслуживающим персоналом, соответственно базы РММ.
Проанализировав разработки и новые устройства запатентованные РОСПАТЕНТ [3 - 6, 12], можно сделать выводы, что главными задачами модернизации являются:
1. сокращение времени на выполнение одной технологической операции ведет за собой;
2. увеличение срока эксплуатации;
3. поддержание несущей способности;
4. унификация технологических машин (объединение технологических функций);
5. сокращение несчастных случаев, повышение безопасности на опасных участках дорог в суровых климатических условиях [7 - 10, 13].
В связи с этим предлагается техническое решение для создания устройств, обеспечивающих значительное повышение прочности, несущей способности, а также долговечности отремонтированного снеголедового покрытия автозимника при полной механизации процесса восстановления.

Рисунок 1 – Устройство для ремонта автозимников

Агрегатируется устройство для ремонта автозимников посредством процесса переработки снежной массы изношенного автозимника в перенасыщенную снежную массу с трактором 17 с помощью прицепного устройства 30. Для проведения ремонта изношенных снеголедовых покрытий устройство буксируется на заданное рабочее место. Далее опускается в рабочее положение до контакта ножей 6 фрезерного аппарата 5 с изношенной дорожной поверхностью с помощью шарниров 2 гидроцилиндров 3. Запускается в рабочее состояние электростанция 25, запитанная из топливного бака 26, заливается вода в емкость для воды 24, запускается теплогенератор 20, запитанный из топливного бака 23. Горячие газы из теплогенератора 20 по теплопроводу 21 поступают во внутреннюю полость 28, т.е. пространство, образованное между фрезерным аппаратом 5 и термокожухом 27 через теплообменник 22. Таким образом, подогревается вода в емкости 24 для исключения вероятности обледенения ножей 6. Запускается в рабочее состояние гидронасос высокого давления, запитанный из бака для гидрожидкости. Включают фрезерные аппараты 5 и осуществляется подача воды из емкости для воды 24 к ножам 6 со штуцерами-распылителями 14, посредством шлангов 7 и отверстий 8, расположенных в полостях корпусных деталей 9, 10, 11. При этом попадание воды к подшипникам 12, удерживающим вертикальные оси 10, исключается установкой уплотнителей 13. Затем устанавливают глубину рабочего хода фрезерных аппаратов 5 посредством гидроцилиндров 3, шарниров 2 и металлической платформы 4, включается соответствующая передача трактора и устройство начинает рабочее движение.
Применение предлагаемого устройства для ремонта автозимников позволяет:
- значительно повысить эффективность процесса восстановления изношенных автозимников за счет исключения расхода топлива на растепление снежной массы до состояния перенасыщения путем его замены на увлажнение водой;
- повысить скорость восстановления автозимника путем замены высокоинерционного процесса растепления снежной массы более эффективным по скорости подачи воды к ножам фрезерного аппарата под давлением.

Список литературы:

1. Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог на снежном и ледяном покрове в условиях Сибири и Северо-Востока СССР [Текст] : ВСН 137-89. - Омск, 1987. - 107с.;
2. Мерданов Ш.М. Механизированные комплексы для строительства временных зимних дорог (Монография) [Текст] – Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. – 196 с.
3. Мерданов Ш.М., Спиричев М.Ю., Шаруха А.В., Егоров А.Л. Технология строительства снеголедовых дорог [Электронный ресурс] // «Современные проблемы науки и образования», 2013, № 5 - Режим доступа: www.science-education.ru/111-10427 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус. (дата обращения: 11.06.2014).
4. Мерданов Ш.М., Иванов А.А., Мерданов М.Ш. Устройство для уплотнения снежных насыпей дорожного полотна [Текст] «Строительные и дорожные машины», № 2 – 2009, С. 60 – 61.
5. Мерданов Ш.М., Егоров А.Л., Шаруха А.В., Спиричев М.Ю. Принципы формирования механизированных комплексов для возведения зимних дорог [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. – Режим доступа: www.science-education.ru/113-10638 (доступ свободный) - Загл. с экрана – Яз. рус.
6. Егоров А.Л., Мерданов М.Ш., Черняков Е.Н., Чернякова О.О. Экспериментальные исследования уплотнения снега [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования, 2013, № 6. – Режим доступа: www.science-education.ru/113-10503(доступ свободный) - Загл. с экрана – Яз. рус.
7. Егоров А.Л., Мерданов М.Ш., Черняков Е.Н., Чернякова О.О. Комплект машин для строительства временных зимних дорог [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования, 2013, № 5 Режим доступа: www.science-education.ru/111-10201 (доступ свободный) - Загл. с экрана – Яз. рус.
8. Merdanov Sh. M., Shityi V. P., Sharukha A.V., Spirichev M.Yu. Methods for Determining the Optimal Moisture Content of Snow for Construction of the Snow and Ice Roads // Conference on Permafrost TICOP Resources and Risks of Permafrost Areas in a Changing World Volume 4 (Extended Abstracts). 2012, 160 pp.
9. Скрыпник В. И., Кузнецов А. В. Обоснование целесообразности строительства временных лесовозных дорог (усов) [Текст] // Актуальные проблемы лесного комплекса / Под общей редакцией Е. А. Памфилова. Сборник научных трудов по итогам международной научно-технической конференции. Выпуск 30. – Брянск: БГИТА, 2011. – C. 168-171.
10. Kouzmiskaya N.I., Merdanov Sh. M. Moistening and compactness of snow during the conctruction of snow-iced roads in the north, Operation efficiency increase of wheel and track machines under severe operating conditions: Procedings of the international scientific and technical conferece. – Tyumen: Tyumen state oil and gas university, 1996. – p. 65-67.
11. Hiramatsu, Shozo, and Hajime Taniwaki. "Vehicle test course surface." U.S. Patent 6,626,607, issued September 30, 2003.
12. Криволапова О.Ю. Анализ эффективности проектов совершенствования транспортной сети  [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №2. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2012/830 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
13. Маколова Л.В. Проблема снижения негативного воздействия транспортной сферы на окружающую среду на основе функционирования механизма избавления от отработанных масел [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2013, №3  – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1763  (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.