Укладчики толстых слоев бетона

Укладчики толстых слоев бетона.

Искусственные взлетно-посадочные полосы (ИВПП) строят из цементобетона. В отличие от нежестких асфальтобетонных покрытий, применяемых при строительстве пассажирских перронов и рулежных дорожек, цементобетон способен выдерживать значительные динамические нагрузки от взлетающих и приземляющихся многотонных самолетов, а также термические нагрузки от газовоздушных струй авиадвигателей. Существуют две технологии строительства ИВПП: сборка из готовых бетонных плит и монолитная укладка свежей бетонной смеси. Первый способ считается архаичным. Для монолитной укладки требуются специальные машины — бетоноукладчики, которые принимают и распределяют по поверхности основания привозимую бетоновозами или самосвалами бетонную смесь. Укладка производится ровным слоем, быстро и качественно. Для сооружения ИВПП и бетонных автомобильных дорог используются достаточно крупные бетоноукладчики со скользящей формой для укладки плоских покрытий шириной от трех до пятнадцати метров и более. У этих машин скользящая форма навешивается между гусеничными тележками. Существуют также более компактные бетоноукладчики монолитных профилей (бордюров, разделительных барьеров безопасности, парапетов мостов, водостоков и т.д.), у которых сменная боковая скользящая форма закрепляется на одной из сторон машины. Скользящая форма обеспечивает формирование бетона и создает необходимое давление уплотнения. Бетон подается в скользящую форму по ленточному или винтовому транспортеру либо выгружается непосредственно перед формой. Находящийся в форме бетон уплотняется высокочастотными вибраторами для удаления из свежего бетона пустоты и обеспечения его текучести для равномерной укладки. На выходе бетон формируется за счет непрерывного движения укладчика вперед, разравнивается и заглаживается специальными приспособлениями.

В настоящее время бетоноукладчики производят американские компании CURB FOX, G & Z, GOMACO, POWER CURBERS и POWER PAVERS и немецкая компания WIRTGEN. CURB FOX выпускает небольшие машины для монолитных профилей. POWER CURBERS и POWER PAVERS — это одна корпорация, в которой под маркой POWER CURBERS собираются машины для малых бетонных форм, таких как бордюры, дорожные ограждения «Нью-Джерси». POWER PAVERS наладила выпуск большого 4-гусеничного битумоукладчика, который предлагается пока только на американском рынке. G & Z производит большие бетоноукладчики для укладки плоских покрытий, использующиеся в основном в США. Поскольку у G & Z нет в России ни сервиса, ни официального представительства, их техника мало распространена у нас в стране. Компания TEREX, когда-то известная своими бетоноукладчиками, давно прекратила их производство, а предлагаемые финишеры не используют технологию скользящих форм. В «сухом остатке» из этого списка остаются всего две компании, активно поставляющие на российский рынок магистральные бетоноукладчики: GOMACO и WIRTGEN. Обе компании также выпускают и машины для монолитных профилей.

Для выполнения работ по укладке толстых слоев бетона без армирования многие российские подрядчики отдают предпочтение машинам GOMACO. Новая технология была опробована в 2001 году компанией «Центродорстрой», которую возглавлял Владимир Арутюнов. Тогда в достаточно короткие сроки была проведена реконструкция аэродромных покрытий в Домодедово и Пулково. Вслед за «Центродорстроем» эту технологию начала применять «Корпорация Инжтрансстрой», а затем компания «Трансстроймеханизация», на сегодняшний день лидирующая по объемам аэродромного строительства в стране. За последние годы были построены и реконструированы аэродромные покрытия в аэропортах Внуково, Шереметьево, Домодедово, Пулково, Петропавловска-Камчатского, Сочи (Адлер), Уфы, Геленджика, Владивостока («Кневичи»), Саратова, Калининграда («Храброво»), Екатеринбурга («Кольцово»). Сейчас ведется реконструкция аэропортовых комплексов в Южно-Сахалинске («Хомутово»), Норильске, Хабаровске («Новый»), Воронеже, Нижнем Новгороде, Уфе, развитие аэропортового комплекса в Шереметьево (ИВПП-3), строительство аэропорта «Южный» в Ростове-на-Дону.

Комплекс машин GOMACO для укладки аэродромных покрытий включает несколько единиц техники: распределитель и перегружатель бетона PS-2600, 4-гусеничный магистральный бетоноукладчик GHP-2800 и текстурировщик T/C-600. Порядок работы следующий: сначала нужен распределитель для подачи бетона, следом движется основная машина, а за ней машина для текстурирования покрытия, которая обеспечивает сцепление колес шасси самолета с покрытием.

Укладчик

Основная модель GOMACO, используемая для строительства всех аэропортов в последнее время, — четырехгусеничный бетоноукладчик GHP-2800. Ширина укладываемой полосы без дополнительных секций рамы у него составляет от 3,66 до 7,62 м. Возможно применение скользящих форм разных серий, включая «5400», для максимальной ширины укладки 11,28 м. Кроме GHP-2800 в нашей стране также применяется четырехгусеничная машина GP-4000 с максимальной шириной покрытия 15,24 м за один проход. Например, при строительстве аэропорта в Перми был приобретен подержанный укладчик этой модели для начала работы на проекте. Позднее был поставлен новый комплекс, в состав которого входила машина GHP-2800. Модель GP-2400 с максимальной шириной покрытия 7,5 м применялась при строительстве военных аэродромов. Иногда для укладки аэродромных покрытий служит модель Commander III. Так, эта техника применялась при строительстве в аэропорту Улан-Удэ. Это самая продаваемая в мире универсальная машина, выпускаемая в трех- и в четырехгусеничном исполнении, которая не только укладывает плоское покрытие с максимальной шириной 6 м, но может выполнять и различные элементы инженерного обустройства дорог, вплоть до строительства ирригационных сооружений из бетона. В США самой популярной моделью является GP-2600 с максимальной шириной покрытия 9,75 м, но в России ее как раз потеснила GHP-2800.

Почему именно GHP-2800 оказалась так востребована у российских строителей аэродромов? У GHP-2800 рама раздвигается с обеих сторон (в отличие от GP-2600), машина более маневренна и ее легче перевозить с объекта на объект, поскольку она более предпочтительна по транспортным габаритам. У четырехгусеничного исполнения минимальная ширина в транспортном положении составляет 2,5 м, что с запасом укладывается в разрешенную в нашей стране ширину для движения по дорогам общего пользования (2,55 м). Кроме того, когда у машины в транспортном положении гусеницы повернуты след в след, в таком виде она может самостоятельно заезжать на трал и съезжать с него. Более габаритный двухгусеничный вариант этой модели в России применения не нашел. Кстати, у новейшей модели GP3, которая до России еще не доехала, ширина в транспортном положении равна 2,59 м. Видимо, конструкторы не задумывались о том, чтобы скинуть лишние 4 см, поскольку в США нет таких жестких ограничений по габаритам.

Буква «Н» в обозначении модели GHP-2800 означает ее принадлежность к новому поколению бетоноукладчиков. Если у GP-2400 и GP-2600 используется дизель-гидравлический привод, когда дизельным двигателем приводится гидравлика, запуская в движение рабочие органы, то у GHP-2800 применена технология управления с системой интеллектуальных цилиндров (Smart Cylinders) с закрытыми гидравлическими контурами. Данная модель стала первой машиной, которую начали оборудовать запатентованной GOMACO системой, поэтому в ее обозначении появилась еще одна буква. Новых машины GP3 и GP4 уже не маркируют подобным образом, поскольку они априори оснащены интеллектуальной системой. В начале 2000-х GHP-2800 была самой передовой моделью, что, кстати, совпало с бумом строительства и реконструкции аэропортов в России. Сейчас, пережив последствия кризиса 2008 года, отрасль опять начинает активно развиваться. Поэтому и компании, сделавшие в свое время выбор в пользу этой машины, не прогадали: у них в распоряжении находится укладчик нового поколения. 

У бетоноукладчиков данного производителя есть много отличий от конкурентов, и при укладке аэродромного покрытия нужно учитывать несколько важных нюансов. О них рассказал Алексей Пономарев, директор по продажам оборудования GOMACO АО «КВИНТМАДИ». Во-первых, GOMACO обеспечивает самую большую в отрасли толщину укладки за один проход — 61 см. Проекты, где требуется подобная толщина, с успехом реализуются во всем мире. Например, в Лондоне при строительстве пятого терминала Heathrow Airport велась укладка бетона толщиной в 55–58 см за один проход. Большая толщина позволяет обходиться без армирования, и в России эта технология с успехом освоена. Правда, величина толщины слоя не достигает рекордных значений, но превышает 40 см. Примерами могут послужить аэропорт Шереметьево с толщиной укладки 43 см и аэропорт Уфы с толщиной слоя 42 см. Однако такой результат можно получить только с помощью достаточно тяжелой и устойчивой техники, обладающей запасом по толщине укладываемого слоя. В противном случае, при отсутствии определенного зазора укладчик может, как говорят специалисты, «поплыть».

Второй нюанс — кромка. Кромка укладываемого GOMACO слоя, угол которой составляет 90°, держится после укладки. Последнее условие на машинах других производителей достигается с трудом. Например, когда на укладчике одного из конкурентов этого производителя несколько лет назад велись работы в Шереметьево, пришлось разбирать часть уложенного покрытия. Посокрушавшись о недешевом удовольствии, стали укладывать бетон с применением неподвижной опалубки для удержания кромки. У работающего рядом укладчика GOMACO такой проблемы не возникло, поскольку на машинах этого производителя в скользящей форме установлен специальный узел, позволяющий регулировать кромку в зависимости от осадки конуса смеси.

На технике GOMACO применяются гидравлические вибраторы, в то время как у конкурентов — электрические. Это означает, что на GOMACO можно устанавливать гораздо меньшую частоту вибрации (максимум — 10 800 колебаний в минуту), чем на электрических вибраторах (свыше 13 000 колебаний в минуту). Бетон, подвергаемый высокой вибрации, должен иметь осадку конуса близкую к нулю, то есть он должен быть очень жестким. Иначе у перевибрированного бетона наверх вылезает не щебень, а цементное молочко, вода, песок, цемент. В результате этого нарушается равномерное распределение инертных более крупных фракций по вертикали. Поэтому при использовании бетоноукладчиков, оснащенных электрическими вибраторами, выбор бетона не слишком велик, так как он должен быть предельно жестким. У GOMACO вариантов в этом смысле больше. Кроме того, на укладчиках этого производителя применяется очень удобное автоматическое устройство Auto Vibe, устанавливаемое на пульт управления. Auto Vibe приводит вибрацию в соответствие со скоростью укладки бетона. Таким образом, в целом учитываются осадка конуса, скорость укладки и частота вибраций. Эти показатели можно регулировать автоматически или выставлять по старинке — вручную, как это делают опытные операторы, оценивая уложенный бетон и меняя настройки по ходу движения. При укладке аэродромного покрытия кромка – это залог качества. Этот параметр не так важен при устройстве дорог, да и толщина укладки там значительно меньше. Но главное - это залог безопасности, поскольку в тех случаях, когда колесо самолета катится между двумя плитами, осыпание кромок недопустимо: образование в этих местах ям очень опасно как при взлете, так и при посадке. Это обстоятельство, по мнению Алексея Пономарева, является решающим фактором при выборе машин для укладки аэродромных покрытий в пользу GOMACO.

Распределитель и перегружатель.

Двухгусеничная модель PS-2600, входящая в комплекс GOMACO, идет в двадцати-тридцати метрах перед бетоноукладчиком, для того чтобы распределить бетонную смесь по всей ширине укладываемого покрытия в диапазоне от 3,66 до 9,75 м. У машины есть ленточный конвейер, на который самосвал выгружает бетон, подъезжая сбоку. По конвейеру смесь передается уже на полосу, после чего шнек, расположенный впереди машины, распределяет бетон, а специальная форма удаляет излишки. 

Распределитель незаменим при укладке покрытия с армированием, поскольку, если есть армокаркас, самосвал не может на него наезжать, а значит должен выгружать бетонную смесь сбоку. Модель PS-2600 чрезвычайно полезна и при укладке без армирования. Сейчас в аэропортах армирование заменяют путем увеличения толщины покрытия. В этом случае PS-2600 работает как перегружатель, позволяя бетоноукладчику двигаться без остановок, что, безусловно, значительно повышает качество покрытия: не образуются волны, сопровождающие остановки. Здесь можно усмотреть аналогию с работой асфальтоукладчика, каждая остановка которого также чревата дефектом, связанным с образованием скрытой поперечной трещины. И если трещину в асфальтобетоне можно как-то заделать, то бетон переделать сложно. Более того, на таких ответственных работах как строительство ИВПП всякого рода дефекты недопустимы. Благодаря этой машине, при условии равномерной подачи бетона, в принципе нет необходимости останавливать укладку. В аэропорту Сочи (Адлер) был установлен своего рода рекорд — двадцать часов укладки без остановки, причем первыми сдались люди, а не машины.

Кроме PS-2600 в Россию поставляется перегружатель GOMACO RTP-500, который в основном применяется для подачи бетона при строительстве дорожных ограждений «Нью-Джерси». Он также может заменить PS-2600, поскольку самосвал подъезжает сбоку, а конвейер стрелы характеризуется внушительной длиной 10,7 м. Распределение эта машина не выполняет, но у нее, в отличие от PS-2600, есть возможность двигаться сбоку от укладываемой полосы.

Профилировщик.

Для подготовки основания под укладку аэродромного покрытия многие компании приобретают оригинальный профилировщик (триммер) GOMACO 9500. «Трансстроймеханизация» любую работу с основанием начинает с этого профилировщика/укладчика. В парке компании пять таких машин, и подразделения компании, выполняющие самые разные проекты, иногда выстраиваются за ними в очередь. В настоящее время модель GOMACO 9500 активно задействована при строительстве ИВПП-3 в Шереметьево, куда сейчас брошены основные силы «ТСМ».

Профилировщик ведет работы на любой стадии строительства основания, будь то слой песка или слой щебня. Машина выводит слой основания в проектные отметки, не перемещая при этом материал. Точность и производительность у профилировщика 9500 гораздо выше, чем при использовании автогрейдера, а по производительности он заменяет от трех до четырех грейдеров. Рабочая ширина у 9500 относительно небольшая по сравнению с укладчиком — около 6 м за один проход, но за счет производительности машина за короткое время может сделать несколько проходов. Профилируемый материал можно отсыпать вбок либо прямо в кузов самосвала. Как и бетоноукладчик, профилировщик управляется системой 3D, то есть может работать без струны и точность при этом не страдает, а, наоборот, повышается.

Эти машины могут применяться при укладке как бетонных, так и асфальтобетонных покрытий. Они и применяются многими подрядчиками при строительстве автомобильных дорог. Американцы часто ее не включают в аэродромный комплекс именно потому, что считают ее универсальной машиной для дорог, аэропортов, парковок и других проектов, где необходимо профилировать основание. Эта машина рекомендована к применению стандартами АГА (Ассоциация гражданских аэропортов), а проектировщики уже закладывают ее использование в проекты строительства ИВПП; даже термин придумали « триммирование» основания. Приобретение подобной техники увеличивает общую стоимость работ, и решение о ее использовании остается за подрядчиками.

Виктор Маслов, Журнал «Мир дорог», июнь 2017 (стр. 88-91)