Устройство дорог с применением дорожно строительных машин

В зависимости от вида дорожно-строительных работ, процессов и операций автогрейдер выполняет их одним из образцов рабочего оборудования: отвалом, бульдозером, рыхлителем.

Технологический процесс выполнения операций отвалом автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых производится резание грунта, поперечное и продольное его перемещение, отделка (планирование) обрабатываемого участка дороги. При этом машинист, управляя автогрейдером, не должен превышать допустимые углы наклона машины: вперед — 30°, назад — 30°, вправо – 20°, влево – 20°.

При захватке более 500 м поверхность земляного полотна разравнивается продольными круговыми проходами вдоль насыпи, начиная от краев к середине (рис.220). Отвал автогрейдера устанавливают с углом захвата 60—90° и углом резания до 50°. Угол наклона отвала выдерживают в соответствии с заданным профилем полотна дороги. След предыдущих проходов отвала перекрывают не менее чем на 0,3 м.

При захватках 100—150 м целесообразно разравнивать грунт автогрейдером по челночной схеме с разворотом отвала на 180°, т.е. с использованием заднего хода машины в качестве рабочего.

При захватках менее 100 м рационально работать по челночному способу без поворота автогрейдера, но с холостым возвратом машины задним ходом без разворотов в исходное положение. Для уменьшения потерь времени включают максимально возможную скорость заднего хода.

Рис. 220. Послойное разравнивание грунта насыпи круговыми проходами: 1—12 — номера проходов; а — перекрытие следа предыдущего прохода не менее 300 мм.

Сооружение насыпи заканчивают отделкой откосов и планировкой дна резерва. Внутренние и внешние откосы резерва высотой до 1 м отделывают автогрейдерами с помощью откосника, установленного на отвале. При этом выполняют один-два продольных прохода машины. Срезаемый грунт разравнивают по дну резерва или перемещают в насыпь. Откосы высотой до 0,6 м планируют отвалом авто грейдера, установленным на необходимый угол наклона. Планировка и отделка внешнего откоса резерва и выемок глубиной 1—1,5 м при откосах 25-70° обеспечиваются основным отвалом, вынесенным за пределы рамы автогрейдера (рис.221). Для повышения устойчивости автогрейдеров легкого и среднего типов при выполнении этих работ передние колеса наклоняют в сторону откоса. Откосы земляного полотна с крутизной 1:3 планируют автогрейдером за 2—3 прохода по одному месту. При первом проходе ровняют верхнюю часть откоса, перемещаясь вдоль бровки, при обратном проходе — нижнюю часть откоса. Отвалом перекрывают предыдущий проход на 20—30 см. Операции повторяют до окончательной отделки откосов.

Рис. 221. Планировка откосов насыпи автогрейдером:
а — при уклоне 25—70°; б— при крутизне 1:3.

При срезании внутреннего откоса кювета отвал устанавливается с углом захвата 30—40° и выносится вправо так, чтобы выступающий конец был заподлицо с наружной стороны правого колеса переднего моста. Первый проход передние колеса проезжают по целине, задние — по дну вырезаемого кювета. При последующих проходах правые передние и задние колеса должны двигаться по дну кювета, а передние колеса должны занимать вертикальное положение. Поперечное перемещение грунта производят как при смещении валика грунта, вырезанного из кювета, так и при работе с дорожно-строительным материалом, укладываемым в покрытие дорожной одежды. Для этой операции отвал устанавливают с углом захвата 40—50°, колеса переднего моста должны быть наклонены дт угол 3—5° в сторону смещения, дорожно-строительного материала. Отделку и окончательную планировку основания и покрытия дорожной одежды производят при угле захвата отвала 90°.

При больших объемах работ предварительное разравнивание грунта и дорожно-строительных материалов производят бульдозером (бульдозерным отвалом). Колеса автогрейдера должны быть установлены без наклона. Кроме того бульдозер автогрейдера используют на отсыпке дорожных насыпей, засыпке ям, котлованов и траншей. Как правило, грунт перемещают бульдозерным отвалом на расстояние до 10.м.

При разработке плотных грунтов земляного полотна автомобильной дороги, смерзшейся насыпи, изношенного участка дорожного покрытия применяют рыхлитель-кирковщик, навешиваемый с тыльной стороны балок основной рамы (см. рис.102). Рыхление дорожного покрытия автогрейдор производит на 1 передаче постепенным заглублением зубьев и плавным нагружением дизеля. В начальной период рыхления следят за заглублением зубьев, в дальнейшем при заглублении нельзя доводить задний мост движущегося автогрейдера до вывешивания колес. Рыхлить смерзшиеся грунтовые насыпи разгоном автогрейдера не допускается.

В стесненных условиях производства земляных работ предпочтение может быть отдано автогрейдеру с шарнирно-сочлененной рамой. Эффект поворота шарнирно-сочлененной рамы используют при операциях срезания и перемешания грунта без заноса машины с уменьшенным ее радиусом поворота; при проведении точных отделочных (планировочных) работ, чтобы задние колеса не оставляли следов на спланированной поверхности; в процессе планирования откосов, когда передние колеса находятся на самом откосе, а задние — на горизонтальной поверхности; при ремонте обочин, когда только передние колеса передвигаются по обочине, отвал при этом максимально вынесен в сторону.

На стадии окончательной отделки дорожного покрытия применяют автогрейдеры с автоматической следящей системой (например, «Профиль-30»). При этом закрепление бровок и высотных отметок осуществляют путем установки копирных струн с одной или двух сторон укладываемого слоя. Система «Профиль-30» состоит (рис.222) из автономного и копирно-лазерного блоков. Автономный блок обеспечивает постоянное положение отвала 23 в поперечной плоскости, а также автоматически управляет его положением по высоте. Система позволяет работать на следующих режимах: ручное управление; выдерживание заданного продольного профиля; выдерживание заданного поперечного профиля; выдерживание заданных продольного и поперечного профилей. В копир-но-лазерной системе положением отвала по высоте автоматически управляют с помощью лазерного*излучателя и фотоприемного устройства. Излучатель 1 состоит из лазерной трубки, призмы, электромотора с передачей и установлен на треноге в стороне от автогрейдера. Луч 2, выходя из лазерной трубки, попадаетна вращающуюся с помощью электродвигателя призму, преломляется на 90° и через оптическое отверстие выходит в пространство. Поскольку луч вращается с определенной частотой вращения, в пространстве создается стабилизированная опорная оптическая плоскость. Так как излучатель может быть наклонен, оптическая плоскость устанавливается с необходимым задаваемым уклоном. Источником питания излучателя служит аккумуляторная батарея. Фотоприемное устройство (ФПУ) устанавливают на штанге на тяговой раме автогрейдера. Оно предназначено для приема сигналов от лазерного излучателя и состоит из четырех вертикально расположенных сведоводов, позволяющих принимать сигнал в диапазоне 360°. Между световодами расположены непрозрачные металлические кольца, определяющие зону нечувствительности прибора.

Рис. 222. Функциональная схема системы «Профиль-30» автогрейдера:
1 — лазерный излучатель; 2 — лазерный луч; 3 — фотоприемное устройство; 4 — блок коммутации; 5, 18 — усилители сигналов; 6, 17 — электрические сигналы; 7, 15 — электромагниты; 8, 16 – гидрораспределители; 9, 13 — напорные гидролинии; 10, 14 — сливные гидролинии; 11, 12 — гидроцилиндры; 19 — сравнивающее устройство; 20 — задатчик; 21 — преобразователь; 22 — тяговая рама; 23 — отвал; 24 – подъемное устройство; Н, а – отклонения отвала.

Требования к качеству дорожно-строительных работ, выполняемых авто грейдерами, и методы оценки качества работ изложены в СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги».

Строительно-дорожные машины: виды техники

Современный рынок спецтехники находится на этапе активного развития. Появилась возможность использовать разнообразные виды техники для выполнения строительно-дорожных работа. Перед строительными компаниями стоит задача выбора соответствующего оборудования. Сегодня много машин автоматизированы, поэтому работы проводятся с экономией человеческих ресурсов и времени.

Строительно-дорожные машины (виды техники) бывают разными. Важно обеспечить бригаду полным циклом машин. Ведь на начальном этапе необходимо подготовить территорию, и лишь потом заниматься прокладкой дороги. Большое значение имеет завершающий этап строения дороги. Итак, какую же технику необходимо выбрать?

Что это?

Дорожно-строительная техника (Строительно-дорожные машины) — устойчивое название группы машин, предназначенных для проведения строительных работ, а также для эксплуатации и содержания дорог. Несмотря на широкое употребление, термин «строительно-дорожные машины» не является устоявшимся.

Употребляется также термин «дорожно-строительные машины». В отношении данного класса машин применяются аббревиатуры СДМ и ДСМ.

[attention type=yellow]Стоит знать! Классификация строительных машин — это система, основанная на распределении машин по совокупности признаков их сходства и различия, а также взаимосвязей.[/attention]

Она делится на различные классификационные подразделения (уровни). Согласно общему классификатору промышленной продукции строительные машины отнесены к классу «Строительные и дорожные машины», который делится на подклассы, группы, подгруппы, виды, подвиды и индексы:

1. Класс — подразделение машин, объединенных общностью назначения в строительстве.
2. Подкласс — подразделение машин для определенного вида работ.
3. Группа — подразделение машин, сходных по принципу действия.
4. Подгруппа — подразделение машин, объединенных принципом действия, методом выполнения технологической операции, конструктивной схемой, ограниченное величинами главного параметра.
5. Вид — разновидность данной подгруппы.
6. Подвид — разновидность данного вида, отличающаяся конструктивным исполнением, например, ходового устройства.
7. Индекс — конкретное обозначение модели машины данного подвида.

Все машины, применяемые для производства строительно-монтажных работ, делятся на машины строительные и машины дорожные. К дорожным относятся грунтосмесители, фрезы, нарезчики швов, распределители дорожных смесей, асфальтоукладчики, профилировщики оснований, автогудронаторы. Отдельную группу составляют машины ручные, пневматические и электрические, т. е. механизированный инструмент. Основой укрупненной классификации строительной техники является назначение машин.

Виды строительно-дорожных машин

Средства механизации — совокупность строительных и дорожных машин, установок, транспортных средств, комплектов оборудования производственных предприятий, механизированных инструментов, применяемых на строительстве или эксплуатации автомобильных дорог, мостовых и других инженерных сооружений и комплексов линейных зданий.

Машины для подготовительных работ

Машины для подготовительных работ. Сюда относят машины для предварительной подготовки площадки к проведению строительных работ:

• кусторезы — предназначены для расчистки строительных площадок от кустарника и мелколесья;
• корчеватели — машины, предназначенные для корчевания пней, очистки площадок от камней-валунов, уборки стволов и кустарника, срезанных кусторезами;
• рыхлители — предназначены для предварительного рыхления слежавшихся и мёрзлых грунтов; рыхлитель часто выполняют на базе той же машины, что и бульдозер, и такую машину называют бульдозер-рыхлитель.

Землеройные машины

• бульдозеры предназначены для резания и перемещения грунта, а также для планировки поверхности строительной площадки;
• экскаваторы — машины, предназначенные для копания и перемещения грунта на малые расстояния (до 10-15 м);
• грейдеры и автогрейдеры — машины, применяемые в дорожном строительстве для планировки дорожного основания и возведения земляного полотна;
• скреперы предназначены для послойного срезания и перемещения грунта на расстояние до 5 км.

Машины для укладки и обслуживания дорожных покрытий

Машины для уплотнения грунтов: катки (машины для утрамбовки и уплотнения грунта, асфальта и т. д.). Каток — представитель так называемой крупной уплотнительной техники (хотя они бывают и “малыми”), предназначен для уплотнения покрытий из любых типов асфальтобетонных и битумоминеральных смесей, оснований из грунтов, гравийно-песчаных смесей, укрепленных вяжущими материалами, и жестких цементобетонных смесей.

По типу рабочего органа катки делятся на вальцовые, пневмоколесные и комбинированные. В последние годы производители оснащают свои вальцовые катки практически только вибровальцами, то есть содержащими внутри вибратор. Его применение позволяет увеличить степень уплотнения дорожного полотна без увеличения массы машины.

[attention type=yellow]Интересно знать! Бывают также прицепные (полуприцепные) катки – они, как правило, используются в паре с трактором. Такие катки состоят из рамы, на которой расположен валец, а рама обычно соединяется с трактором посредством дышла со сцепкой шарового типа. [/attention]

К малой уплотнительной технике относятся разнообразные виброплиты (виброуплотнители). Они предназначены для уплотнения грунта, щебня, асфальта и других материалов в общестроительных работах и при ямочном ремонте дорожных покрытий. Виброплиты особенно удобно использовать в узких местах — около зданий, в траншеях, на тротуарах и т.д.

Основные рабочие характеристики виброплит: масса (чем больше, тем лучше), и вынуждающая сила. В стесненных городских условиях виброплиты постепенно вытесняют легкие (до 4 т) катки, хотя при толщине слоя свыше 0,5 м качество укладки хуже, чем при использовании катка.

Заливщик швов — оборудование для санации швов, трещин и мелкого ремонта асфальтобетонных покрытий, нередко с возможностью подключения пневматического инструмента. Типичный заливщик швов представляет собой тракторный одноосный прицеп с установленной на нем термоизолированной емкостью, которая заполняется расплавленным битумом. Его температура постоянно поддерживается в пределах 130-140 град.

Битум на трещину подается специальным насосом по рукавам высокого давления. Перед заливкой трещины необходима ее продувка сжатым воздухом, для чего на прицеп устанавливается компрессор.

Продувка рукавов и рабочих органов после рабочей смены производится также сжатым воздухом при помощи продувочного шланга.

Для ремонта дорог также важна машина для ямочного ремонта с применением битумных эмульсий и щебня различных фракций. ”Первичная” подача щебня происходит из самосвала. В яму на дороге щебень может подаваться как из питателя машины, так и с помощью трубопровода, а битумная эмульсия поступает из бака под давлением сжатого воздуха от компрессора двигателя. Распыляющее устройство обычно подвешивает на портале.

[attention type=green]Ознакомиться с характеристиками осфальтоукладчика можно здесь «Асфальтоукладочная машина ДС — 195».[/attention]

Машины для производства и транспортирования бетонных смесей

Машины для производства и транспортирования бетонных смесей:

• бетоносмесители — машины для приготовления бетонных смесей;
• автобетоносмесители — грузовые автомобили, оборудованные вращающейся ёмкостью для перевозки бетона;
• автоцементовозы — машины для перевозки цемента на небольшие и средние расстояния (до 300 км);
• бетононасосы — машины, предназначенные для приёма свежеприготовленной бетонной смеси от специализированных бетонотранспортных средств и подачи её в горизонтальном и вертикальном направлениях к месту укладки.

Дробильно-сортировочное оборудование

• дробильные машины (дробилки), предназначенные для дробления горных пород с целью получения нерудных строительных материалов, применяемых для приготовления бетона, асфальтобетона, а также балластных слоёв;
• сортировочные машины (грохоты), предназначенные для сортировки раздробленных горных пород (гравия, щебня и др.) на классы по крупности.

Машины для строительства искусственных сооружений

Оборудование для свайных работ:

1. Паровые молоты.
2. Дизель-молоты.
3. Вибромолоты предназначены для погружения в грунт металлических свай, труб и шпунта с помощью как вибрации, так и с помощью ударных нагрузок. Вибромолоты применяют также для погружения железобетонных свай в водонасыщенные грунты;
4. Вибропогружатели — машины, предназначенные для погружения труб, свай и шпунта в песчаные водонасыщенные грунты.

Машины и оборудование для разработки карьеров и обогащения материалов

Машины и оборудование для разработки карьеров и обогащения материалов:

1. Погрузчики для карьеров.
2. Машины непрерывного транспорта для карьеров.
3. Машины для промывки каменных материалов.
4. Машины для сортировки (грохочения) каменных материалов.
5. Машины для дробления каменных материалов.

Одноковшовые погрузчики предназначены для погрузки на транспортные средства (автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов (песка, гравия, щебня, строительного мусора, каменного угля, кокса и т.п.).

Погрузчики со специальными ковшами используют также для перегрузки скальных пород, разработки и погрузки гравийно-песчаных материалов в карьерах и т.п. Они могут быть оборудованы специальными устройствами для монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных и других работ.

Одноковшовые погрузчики классифицируют по грузоподъемности – легкие (0,5-2 т), средние (2-4 т), тяжелые (4-10 т) и большегрузные (более 10 т); по виду базового шасси – на тракторах, тягачах и специальном шасси; по виду ходовых устройств – колесные и гусеничные; по направлению разгрузки ковша – с передней (фронтальные), боковой (полуповоротные) и задней (перекидные) загрузкой.

[attention type=yellow]Стоит знать! В строительстве наибольшее распространение получили фронтальные погрузчики на спецшасси.[/attention]

Снегоуборочная техника и машины для очистки дорог

Снегоуборочная техника и машины для очистки дорог Оснащены отвалом и щёткой. Виды:

Для очистки путей от снега используют:

• многовагонные снегоуборочные поезда:
  • прицепные — перемещаются локомотивом;
  • самоходные — у головной машины которых одна из тележек приводная, с двумя тяговыми электродвигателями;
• одновагонные самоходные снегоуборщики.

На многовагонных снегоуборочных машинах в передней части головной машины находится щёточный барабан (ротор-питатель) или подрезной нож, расположенный поперек пути. Снег подаётся на загрузочный конвейер, который транспортирует его в промежуточные полувагоны, стоящие за головной машиной, или в бункер, установленный на головной машине.

В обоих случаях снег поступает на пластинчатый конвейер-накопитель, лента которого движется со скоростью в 10—20 раз меньшей, чем скорость ленты загрузочного конвейера, в результате чего толщина слоя снега на конвейере-накопителе в 10—20 раз больше, чем на загрузочном конвейере и достигает двух метров.

Разрыхлённый лёд или снег при втором проходе снегоуборочной машины забирается рабочим органом. Для увеличения ширины захвата впереди машины с обеих сторон рамы в вертикальной плоскости шарнирно крепятся крылья, в рабочем положении расположенные под острым углом к оси пути и сдвигающие снег с междупутий в колею. В транспортном положении крылья поднимаются вверх, поворачиваются и складываются вдоль рамы машины в пределах габарита.

Для улучшения очистки междупутий головные машины оснащены боковыми щётками, расположенными в рабочем положении также под острым углом к направлению движения машины. Если боковые щётки находятся в середине машины, для очистки пути необходимы два рабочих прохода: при первом снег щётками забрасывается с междупутья в колею, при втором — снег забирается рабочим органом.

[attention type=yellow]Важно! На ряде машин боковые щётки вместе с приводом крепятся на задней стороне каждого крыла, и машина очищает путь за один проход.[/attention]

В концевом полувагоне имеются лопастной рыхлитель и поворотный ленточный конвейер, который при очистке пути размещается под фермой машины, а для разгрузки поворачивается перпендикулярно ферме. Рыхлитель, вращаясь, подаёт снег на ленту поворотного конвейера, с которого снег отбрасывается в сторону на 6—10 метров.

В одновагонных снегоуборочных машинах рабочие органы (такие же, как у многовагонных), а также разгрузочные устройства находятся в одном большегрузном полувагоне. Такие снегоуборочные машины имеют небольшую длину, хорошую манёвренность и используются главным образом для очистки стрелок и окологорочных путей.

Разгрузку осуществляет выбросной ротор, который вращается вокруг оси, параллельной продольной оси машины, и снег, подаваемый наклонным скребковым конвейером с пластинчатого конвейера, отбрасывается ротором в сторону на 20—30 метров.

[attention type=green]Есть небольшие снегоуборочные машины для дома. Выбрать подходящий вариант можно здесь «Как правильно выбрать для дома снегоуборочную машину?»[/attention]

Машины для устройства снежно-ледяных покрытий

В настоящее время основным видом специализированных зимних дорог являются дороги сплошного обледенения. Для создания таких дорог используют различные поливочные машины. На строительство 1 км дороги при ширине проезжей части 5 м и оптимальной толщине снежно-ледяного покрытия 30 см расходуется 800—1000 м3 воды.

Грузоподъёмные машины

• подъёмные краны;
• подъёмные установки;
• погрузчики.

[attention type=green]Есть несколько видов погрузчиков. Узнать о параметрах одного из них можно из статьи «Фронтальный погрузчик — незаменимая техника для всех случаев жизни».[/attention]

Машины непрерывного транспорта

Машины непрерывного транспорта:

• конвейеры;
• гидравлические транспортирующие установки;
• пневматические транспортирующие установки.

Цепной конвейер применяется для перемещения сыпучих грузов в наклонном или горизонтальном направлении. Тяговое усилие передается с помощью двух цепей. Рабочий орган металлический скребок с мягкой вставкой.

Пневматическими установками перемещают сыпучие грузы по трубам с помощью сжатого или разреженного воздуха. Их применяют для погрузки, разгрузки и перемещения цемента, песка, извести, опилок и т.п. По принципу действия различают установки всасывающего и нагнетательного действия.

В установках всасывающего действия транспортируемый материал поступает во всасывающий трубопровод вследствие разрежения в нем воздуха, создаваемого вакуум-насосом. С помощью сопел возможен забор материала одновременно из нескольких мест.

Из всасывающего трубопровода смесь воздуха с транспортируемым материалом поступает в осадительную камеру, где, вследствие резкого снижения скорости потока из-за расширения выходного сечения, более тяжелые частицы материала оседают и через шлюзовой затвор высыпаются в бункер, а частично очищенный воздух поступает в фильтр, работающий по тому же принципу осадительной камеры, где он очищается дополнительно и, пройдя через вакуум-насос, по трубопроводу выбрасывается в атмосферу.

Вакуумный эффект в таких установках снижается по мере удаления от вакуум-насоса. Перепад давлений на участке сопло—насос составляет 40-80кПа,.в связи с чем установки всасывающего действия способны транспортировать материалы на небольшие расстояния при малом перепаде высоты.

[attention type=red]Важно! Существенным недостатком таких установок является небольшая долговечность вакуум-насоса, внутренние полости которого подвергаются абразивному изнашиванию при недостаточной очистке выбрасываемого в атмосферу воздуха.[/attention]

Всасывающая и нагнетательная системы могут быть объединены в одну пневмотранспортную установку, например, при разгрузке вагонов с последующим транспортированием материала на дальние расстояния.

Соединительным элементом в этом случае может быть конвейер любого типа, например, ленточный, на который материал разгружается из бункера всасывающей части установки и которым он загружается в загрузочное устройство нагнетательной части.

Техника отечественного производства

К сожалению, даже сегодня объема выпускаемой в России дорожно-строительной техники по-прежнему не хватает для обеспечения ею отрасли. Тем не менее есть отдельные положительные примеры.

Безусловным лидером дорожно-строительного машиностроения в России на данный момент является ОАО «Тверской экскаватор», которому удалось не только восстановить объемы выпуска экскаваторов, но и существенно расширить линейку продукции.

Кроме того, примером успешного становления на машиностроительном рынке может служить российская финансово-промышленная группа LEX. За базовую модель ее специалисты, организовавшие завод в Челябинске, взяли трактор Липецкого тракторного завода.

После проведения модернизации машины на нее были установлены усиленные бортовые задние передачи и стрела новой конструкции. Трактор также оснастили гидравликой санкт-петербургского Обуховского завода и установили на него галогенную оптику, которая позволяет вести работы в условиях плохой видимости, полностью обеспечили комфорт водителя, разработав и внедрив новую конструкцию кабины. Теперь LEX выпускает современные, надежные экскаваторы ЭО-2626 и ЭО-2621 с объемом ковша от 0,28 до 0,4 кубометра.

Есть и другие удачные примеры, и становится понятно, что отечественный производитель уже вышел на достойный уровень. К наиболее известным и прогрессивным производителям можно отнести: ТД «Интердон», ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины», ОАО «Брянский Арсенал», а также — Дмитровский, Воронежский и Ковровский экскаваторные заводы.