Механизированная укладка дорожных плит

Во всем мире вместе с ростом объемов строительства мощеных покрытий появилась необходимость в специализированной технике, способной заменить человека на трудоемких массовых операциях. Механизированная укладка дорожных плит появилась в конце 1970-х годов в Германии и прошла эволюционный путь от простых механических укладчиков до автоматизированных систем мощения, позволяющих производить не только укладку, но и множество других операций с помощью различного навесного оборудования и специализированных рабочих органов.

В настоящее время в мире механизированное мощение занимает лидирующие позиции на рынке работ большого объема. Такую популярность можно объяснить его преимуществами, основными из которых являются, помимо высокого качества и производительности, способность обеспечивать точный рисунок всего покрытия, избегать неровностей покрытия при укладке при соблюдении соответствующей технологии и получать равные межшовные расстояния на всей площади покрытия.

Механизмы для укладки дорожных плит призводит множество компаний: Gruenig, Streck, VTS Vakuum Technik Service, Ipro и др., но лидерство на мировом рынке принадлежит Hydromak Lehnen, Optimas и Probst Greiftechnik. На них мы и остановим внимание в статье. При проектировании своей техники они используют разные конструкторские решения, тем не менее у машин этих производителей примерно одинаковые технические характеристики.

Производители техники для укладки плит не ограничиваются машинами и навесным оборудованием, они разрабатывают и комплекс механизмов, позволяющих подготавливать слои основания покрытия и основания для бордюров и водостоков, заполнять швы покрытий. Основой всех этих машин является самоходное устройство, оснащенное стрелой-манипулятором. Стрела с захватом-грейфером либо другим навесным оборудованием приводится в движение гидравликой.

Дорожная плитка захватывается и выравнивается даже с высоты 2,6 м

Создавая машины, производители преследуют разные цели. Большинство компаний идут по пути универсализации машин, оснащая их функциями, заменяющими часть строительной техники на стройплощадке. Этим путем пошли компании Hydromak и Probst, специализирующиеся на производстве гидравлического оборудования для строительства. Помимо оборудования для мощения они создают грузоподъемное оборудование и механизмы для разгрузки пакетов дорожных плит и других элементов, используемых при возведении мощеных покрытий. Probst производит и много других строительных машин.

Компания Optimas выбрала путь узкой специализации и занимается производством технических устройств, механизмов, машин и оборудования, применяемого только при возведении мощеных дорожных покрытий. Машины-укладчики являются ее основной продукцией.

Все машины-укладчики этих трех производителей ведут укладку с готового неуплотненного покрытия. Совершая развороты на поверхности, машина может повредить кладку, поэтому производители используют разные типы привода и подвесок, обеспечивающие минимизацию сдвигающих воздействий на покрытие, например за счет применения полного привода и колес-гидромоторов, а также маятниковой подвески задней оси (Optimas) для облегчения передвижения машины на уклоне.

На фото видно, что захватывается верхняя часть плитки, поэтому пакет можно точно выравнивать с краем рабочей зоны

Важной характеристикой является способность захвата-грейфера при помощи гидравлических сдвигающих устройств перемещать плиты в обоих направлениях, что позволяет применять для машинной укладки плиты с горизонтальным типом связи. Машины Hydromak и Probst могут производить подобный сдвиг в отличие от старых моделей фирмы Optimas, которая в данный момент проводит модернизацию захватов.

Параллельно с захватами для плитки, способными одновременно удерживать до 1,4 м², машины всех этих производителей могут комплектоваться целым спектром оборудования – гидравлическими и вакуумными захватами для бордюрных камней и крупногабаритных плит массой от 50 до 250...400 кг, гидравлическими механизмами для затирки швов, щетками для очистки поверхности покрытия от загрязнений, системами водной затирки швов с баком и гидравлическими щетками (Optimas), а также многим другим.

У механизированного способа укладки есть всего один, но существенный недостаток, который не позволяет окончательно вытеснить ручной труд, – это невозможность исполнения криволинейных рисунков из-за ограничений, связанных с геометрической формой захвата. Также невозможно без заводской предварительной сборки рисунка работать с разноцветными плитами и рисунками покрытий, состоящими из разноразмерных камней. Такие сложные формы пока приходится набирать вручную непосредственно на стройплощадке. Возможно, проблема постепенно решится, если на заводах начнут применять компьютеризированное оборудование по комплектации разноцветных слоев плит в поддоне.

Плитка всегда доставляется с нужным сдвигом камней, машина выполняет эту операцию

Для обеспечения высокого качества покрытий и их долговечности недостаточно одной механизации рабочих процессов, необходима правильная технология устройства покрытий. В Москве повсюду можно видеть последствия применения неправильной технологии. Это может быть проседание участков покрытия, разрушение его краев и вымывание песка, вздыбливание покрытий из-за перепадов температур зимой по причине отсутствия температурных швов расширения вкупе с применением песчано-цементных смесей для подосновы и многое другое.

В России мощеные покрытия применяют в основном для пешеходных зон, автостоянок и улиц с малой интенсивностью транспортного потока, а во всем мире их применяют и там, где существуют большие нагрузки на покрытия – в доках, на складах, в портовых терминалах и даже для рулежных дорожек в аэропортах.

Существует четыре основных технологии возведения основания мощеных покрытий, каждая их которых имеет свои существенные отличия.

Кладка на цементопесчаную смесь. Технология применяется там, где необходимо создать водонепроницаемое покрытие с высокой несущей способностью, в частности, для автодорог. Основные его недостатки – плохое сцепление с камнями из натуральных материалов, а также возможность нарушения целостности покрытия из-за перепада температур.

Вакуумным захватом можно поштучно укладывать крупные плиты

Возведение водопроницаемых (дышащих) покрытий с несущим слоем из щебня или гравия. Этот метод более экологичен и обеспечивает поддержание водного баланса почвы.

Использование щебеночно-гравийно-песчаных смесей и метода расклинки. Этот метод предотвращает уход песка в нижележащие слои из выравнивающего слоя, на который непосредственно осуществляется кладка.

Применение специальных изоляционных материалов. Такие покрытия препятствуют попаданию нефтепродуктов в почву и грунтовые воды.

Наибольшее распространение в мире получили водопроницаемые покрытия на щебеночно-песчаной основе. В совокупности с методами экологического мощения (применения водопроницаемых плит) данный метод используется везде, где нет необходимости в водонепроницаемых покрытиях.

Подготовка грунта основания для укладки плит должна выполняться по тем же правилам, что и для других видов дорожных покрытий, с обязательным укреплением грунтового основания и учетом его минерального состава, несущей способности и уровня залегания грунтовых вод. Края покрытия должны быть всегда хорошо укреплены, и одним из наиболее эффективных способов укрепления считается устройство бордюров из бортовых камней или водостоков, которые предотвращают сдвиг элементов покрытия и не позволяют песку или другому межшовному и выравнивающему заполнителю вымываться. Устройство бордюров или других ограждающих конструкций должно быть закончено до укладки выравнивающего слоя.

При механизированной укладке физическая нагрузка сводится к минимуму

После планирования и уплотнения грунтового основания укладывают слои подосновы будущего покрытия. Толщина несущего слоя при укладке на грунтовое основание должна быть не менее 150 мм в неуплотненном состоянии для обеспечения необходимой несущей способности, исключение может составлять только укладка плит поверх старых слоев асфальтового покрытия. В этом случае основное внимание должно быть уделено отсутствию возможности проседания укладываемого несущего слоя под транспортной нагрузкой.

Производители машин-укладчиков для возведения подосновы покрытия разрабатывают разное навесное планирующее и подъемно-транспортное оборудование, применение которого позволяет снизить количество техники на стройплощадке.

По окончании уплотнения проводят планирование поверхности грейдером, профилировщиком либо специальным рубанком, используемым при механизированном способе укладки. Материал выравнивающего слоя должен легко деформироваться под действием вибрации для облегчения посадки камней, а также должен при вибрации проникать в швы, частично обеспечивая их заполнение. Материал должен быть однородным и не содержать пылевидно-глинистых включений более 3%. Следует предпочитать природные и дробленые пески. Размер гранул применяемого для швов песка должен варьироваться от 1 до 3 мм в зависимости от межплиточного зазора, чтобы обеспечивалось надежное сцепление их в шве. Выравнивающий слой создается с уклоном, который предусмотрен для поверхности покрытия. Искусственные камни и плиты кладут с готовой каменной кладки, чтобы выравнивающий слой песка не повредился. При укладке необходимо обеспечить проектную ширину шва в местах, где невозможна механизированная укладка. При механизированной укладке, если изменяется рисунок либо габариты укладываемых искусственных камней или плит, приходится производить перенастройку захвата.

Гидравлическим захватом для гранитных и бетонных бордюрных блоков можно укладывать плиты от 0,45 до 2 м

Места складирования штабелей искусственного камня или плит следует располагать таким образом, чтобы кромка штабеля была параллельна передней кромке захвата машины. Также следует учесть расстояние между подъездами машины к штабелям и максимально сократить количество криволинейных участков движения.

После укладки камней в покрытие следует прочно посадить их либо вручную (ударами через деревянную, пластиковую или резиновую прокладку), либо с помощью кратковременной вибрации ручной виброплитой. Предварительную посадку следует проводить от краев покрытия к середине. После виброуплотнения готового покрытия производят окончательное заполнение межплиточных швов. Таким образом, машины-укладчики осуществляют большую часть операций на строительной площадке, за исключением землеройно-транспортных.