Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование

ПРЕДИСЛОВИЕ

Строительство - один из наиболее заметных признаков существования жизни на Земле. Убежища, гнезда, логова для себя и своего потомства строят насекомые,

птицы, рыбы, рептилии, млекопитающие. Для человека строительство - одно из естественных проявлений его жизнедеятельности. Местом первых игр для любого

малыша становится песочница, а игрушками - формочки, совочки и лопатки. На всем протяжении культурного развития человечества, в бесчисленном множестве

цивилизаций, сменявших друг друга на Земле, строительство рассматривалось как наиболее естественный способ заявить о себе, оставить в веках память о своем

обществе и о себе лично. И не случайно легендарные чудеса света (пирамида Хеопса, сады Семирамиды, дворец Соломона, колосс Родосский, Парфенон, гробница

Мавсолия и др.) являются инженерными сооружениями, созданными руками строителей.

Поэтому справедливо считать историю человечества историей развития строительных технологий и приспособлений, а их совершенство - одним из показателей

уровня технического развития человеческой цивилизации. И в древности, и в наши дни строительство велось с помощью технических устройств, иногда просто об-

легчающих и ускоряющих работу, а иногда делающих ее в принципе возможной. Обычный полиспаст Архимеда можно использовать и для уменьшения числа

грузчиков, и для подъема многотонных блоков, с которыми не справятся сотни людей. И, конечно, чело век всегда стремился максимально облегчить и ускорить

свою работу, перекладывая наиболее тяжелую и неприятную ее часть на «плечи» все более и более совершенствуемых им механизмов.

Современное транспортное строительство включает возведение автомобильных дорог, аэродромов, мостов, путепроводов, тоннелей и других инженерных

сооружений, значение которых для жизни цивилизованного общества трудно переоценить. Его концепция предусматривает выполнение обширного перечня операций в

качестве обязательных составляющих технологического процесса. Сюда входят очистка территорий от растительности и почвенного слоя, разработка, перемещение и

укладка больших объемов нескального и скального грунта, добыча, переработка, сортировка, перевозка и укладка строительных материалов природного

происхождения, а также изготовление искусственных строительных материалов.

Любая из перечисленных операций из-за грандиозного объема работ не может быть выполнена в короткие сроки без привлечения

соответствующих машин и механизмов. Строительство неизбежно связано с подъемом и перемещением штучных и насыпных грузов, монтажными работами на

постоянных и временных инженерных сооружениях, которые не могут производиться без грузоподъемных и подъемно-транспортных механизмов и приспособлений.

Специфические требования, которым не всегда или не в полной мере соответствуют дорожно-строительные и подъемно-транспортные машины общего назначения,

предъявляют специалисты, отвечающие за благоустройство, содержание и ремонт транспортных сооружений и городских территорий.

Таким образом, существование и совершенствование развитого многофункционального парка подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин,

каждая из которых занимает определенное место в сложной технологической цепочке, объективно необходимо. Все вместе эти машины входят в организационно-тех-

ническую систему, обеспечивающую развитие, благоустройство и эксплуатацию транспортных, энергетических и коммуникационных сетей, без которых невозможно

нормальное функционирование общества.

Четкая и бесперебойная работа этой системы зависит от надежности и эффективности используемой техники, которые обеспечиваются ее качеством,

квалификацией операторов и обслуживающего персонала, доступностью расходных материалов и запчастей, соответствием затрат на машину экономически

приемлемому уровню. Поэтому весьма важна правильная техническая и экономическая оценка каждого из перечисленных факторов на этапе выбора машины

определенного технологического назначения.

Для оценки качества техники используются различные показатели. Это могут быть абсолютные технические характеристики, такие как масса, мощность,

размеры, скорость, уровень вибрации, звуковое давление, сила тяги, усилие на рабочем органе, давление в гидросистеме, передаточные отношения и т. п. Не менее

популярны удельные технические характеристики, такие как энерговооруженность, энергоемкость, металлоемкость, опорное давление, средняя линейная нагрузка,

удельный расход топлива, коэффициент устойчивости и другие, рассчитываемые по известным техническим показателям машин. Более сложны и реже

используются на практике технико-экономические показатели, такие как производительность, себестоимость единицы продукции, приведенные и удельные

приведенные затраты, прибыль.

Заказчика в конечном итоге всегда интересует скорость и стоимость качественного выполнения работы, причем он заинтересован в повышении скорости и

одновременно - в снижении стоимости. Интересы подрядчика (иногда он же - производитель работ или прораб) противоположны и состоят в увеличении прибыли

в единицу времени, чего легче добиться, выполнив дорогой

подряд с небольшими затратами (почти всегда это означает «сделать плохо»).

В централизованной экономике регулирование отношений заказчика и подрядчика осуществляют органы государственного надзора, исходящие из так называемых

«государственных» интересов. В рыночной экономике обычно предложения услуг (в том числе и строительных) превышает спрос на них, что заставляет подрядчика

выполнять требования заказчика, повышая свою прибыль главным образом за счет снижения собственных издержек. Чтобы добиться такого результата, подрядчик

должен, во-первых, иметь выбор техники соответствующего назначения, а во-вторых, суметь оценить экономические последствия предполагаемого выбора. И если с

наличием широкого выбора машин проблем обычно не возникает, то сам выбор предполагает совместный анализ технических, технико-экономических и стоимостных

показателей машин, осложняющийся необходимостью учета экологических факторов, а также стоимости, эффективности и доступности обучения обслуживающего

персонала и послепродажной технической поддержки.

Квалифицированный выбор невозможен без информации о наличии машин, доступных для приобретения, их сертификации органами государственного надзора,

конструктивных особенностях, специфике применения (в том числе и с учетом климата), надежно-ги, ценах, комплектности, условиях поставки, возможности и сто-

имости подготовки персонала, доступности и стоимости расходных материалов, условиях и стоимости гарантийного и послегарантийного технического

обслуживания. Сбор такой информации предшествует собственно комплектации или обновлению парка машин и формированию сопутствующих ему

организационных структур. Источником ее на первых этапах обычно служат специализированные отраслевые и рекламно-коммерческие периодические издания, а

затем - информация фирм - производителей техники, •сак общедоступная, представляемая на выставках, в рекламных проспектах и сайтах Интернета, так и

эксклюзивная, получаемая в ходе деловых встреч и переговоров с представителями фирм и торговых компаний.

Не менее важны последующая обработка и сравнительный ана-тиз информации: во-первых, необходимо придать собранной информации сопоставимый вид

(сгруппировать сравниваемые машины по назначению и типоразмерам, привести показатели к одним единицам измерения, при необходимости убедиться в общности

методики их определения); во-вторых, следует выбрать метод анализа показателей, обеспечивающий наиболее объективный выбор машины. Наиболее простым

является прямое сравнение параметров машин. К сожалению, очень часто прямое сравнение не дает удовлетворительного результата, так как лучшие значения одного

параметра сопровождаются худшими значениями другого. В этой

ситуации нередко прибегают к так называемому «ранжированию показателей». Сравниваемые показатели располагают по мере снижения (или повышения) их

важности, и при сравнении большее внимание уделяется наиболее важным из них. При этом оценка важности показателей целиком зависит от опыта и точки зрения

человека, проводящего сравнения.

Также популярен метод балльной оценки, при котором каждый из сравниваемых показателей оценивают количеством баллов в соответствии с его важностью,

затем значение показателя умножают на его балльную оценку, полученные произведения обрабатывают (суммируют или находят среднее или т. п.) и сравнивают

результаты обработки.

Эти и другие аналогичные методы полезны при предварительном анализе собранной информации, но не следует ориентироваться только на их результаты. Во-

первых, оценка важности тех или иных параметров всегда субъективна, во-вторых, при большом количестве сопоставляемых, особенно сложных (например,

технико-экономических) параметров даже небольшая ошибка в оценке их важности приводит к сильному искажению конечных результатов. Наиболее объективные

результаты при сравнительном анализе конструктивно и технологически подобных машин дают методы математического моделирования. Суть математического

моделирования технического объекта состоит в том, чтобы описать математическими соотношениями (смоделировать) некоторые его свойства и особенности

работы. (Под математическими соотношениями понимаются формулы, уравнения, неравенства, логические условия и т.п.) Абсолютно невозможно смоделировать

все свойства и особенности реальных машин, поэтому в число моделируемых включаются те из них, которые принято считать существенными, т.е. наиболее

важными. Полученная в итоге система математических соотношений представляет собой математическую модель, анализируя которую на ЭВМ, можно с

определенной степенью достоверности оценить эффективность реальной машины в тех или иных условиях эксплуатации.

Сбор и анализ информации для математического моделирования невозможен без знания технологических особенностей транспортного строительства,

назначения, устройства и конструктивных особенностей используемых машин и оборудования, особенностей их рабочих процессов, требований к показателям

экологической, эргономической и эксплуатационной безопасности, а также цен на региональном рынке техники.

После приобретения машины или комплекта машин необходимо рационально организовать их работу, чтобы добиться наибольшего выхода продукции при

минимальных эксплуатационных расходах. Здесь для подрядчика важно выбрать такое соотношение производительности и затрат, которое обеспечит

длительную, эф-

фективную и безотказную работу машины. Для этого требуется правильно назначить рабочие нагрузки и режимы эксплуатации, достаточно точно оценить

предполагаемую производительность одной машины или их комплекта, предложить верный график планово-предупредительных мероприятий технического

обслуживания и обеспечить его точное и квалифицированное выполнение. Не менее важно предусмотреть и организовать своевременную переброску техники с

объекта на объект.

Перевозка тяжелой и негабаритной техники связана с заказом транспортных услуг специализированных предприятий, решением проблем погрузки и выгрузки

машин, в том числе и с частичной разборкой, и согласованием времени и порядка перевозки с государственными органами, отвечающими за безопасность

дорожного движения. Удовлетворительное решение этого комплекса вопросов также невозможно без знания устройства, технических характеристик и

особенностей рабочих процессов эксплуатируемых

машин.

В книге излагается материал, освещающий назначение, классификацию, устройство, принципы действия, особенности конструкции и дизайна, формулы для

расчета производительности подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин и оборудования. Не все излагаемое ниже бесспорно и вечно. С течением

времени меняются области применения и конструкция машин, значения их параметров и формулы для расчета, классификации, делящие машины на те или иные

группы или типоразмеры. Часто появляются новые, до сих пор не известные механизмы и исчезают старые, привычные для многих поколений строителей. Но

сохраняются физические принципы, реализуемые в новых конструкциях машин, не изменяются машины, уже сошедшие с заводских конвейеров, и эффективность

работы на стройках тех и других во многом зависит от того, насколько полно соответствуют их характеристики условиям эксплуатации и насколько хорошо

знакомы с ними специалисты по эксплуатации и ремонту.

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОДЪЕМНО- ТРАНСПОРТНЫХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ, ДОРОЖНЫХ МАШИНАХ И

ОБОРУДОВАНИИ

1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Подъемно-транспортные машины

В зависимости от назначения подъемно-транспортные машины подразделяются на грузоподъемные, транспортирующие и погру-зочно-разгрузочные.

Грузоподъемные машины предназначены для перемещения штучных грузов по вертикали и/или горизонтали. Перемещение в различных направлениях

осуществляется за счет одновременной работы нескольких механизмов, каждый из которых сообщает грузу движение только в одном направлении (вверх/вниз,

вправо/влево, вперед/назад). Грузоподъемные машины - это машины циклического действия, у которых режим подъема и/или перемещения груза обязательно

чередуется с режимом холостого хода, паузами на загрузку/выгрузку и периодами простоя. К этому типу подъемно-транспортных машин относятся грузовые краны,

пассажирские подъемники, кран-балки, лебедки и тали.

Транспортирующие машины предназначены для перемещения больших объемов штучных или насыпных грузов по неизменной траектории. Перемещение груза

осуществляется с помощью бесконечных транспортирующих элементов, таких как соединенные в кольцо ленты, цепи, троса, архимедовы винты. Транспортиру-

ющие машины - машины непрерывного действия, способные работать без остановки в течение продолжительного времени. Паузы в работе таких машин нужны

только для обслуживания и ремонта. К этому типу машин относятся конвейеры, классифицируемые по типу транспортирующего органа на ленточные, скребковые,

ковшовые, пластинчатые, винтовые, пневматические.

Погрузочно-разгрузочные машины предназначены для перевалки штучных и насыпных материалов из транспортных средств к местам хранения и использования,

и наоборот. Перемещение груза между местами погрузки и выгрузки осуществляется по произвольной траектории, как правило, самоходными механизмами со

специальными грузозахватными органами - ковшами, вилами, траверсами и т.д. Погрузочно-разгрузочные машины - это машины циклического действия,

чередующие режимы загрузки, движения с грузом, выгрузки и холостого хода. К этому типу машин относятся самоходные ковшовые и вилочные погрузчики. В силу

особенностей рабочего органа ковшовые погрузчики часто используются на земляных работах, поэтому иногда их одновременно относят и к землеройным

машинам.

Машины для земляных работ

По физическим объемам и стоимости земляные работы занимают в транспортном строительстве лидирующее положение. Основным объектом разработки являются

песчаные, глинистые, крупнообломочные и полускальные грунты, покрывающие большую часть земной поверхности (табл. 1.1).

Т а б л и ц а 1 . 1 Классификация нескальных грунтов по размеру частиц

Грунт

Описание структуры и связности

Преоблада-

ющий размер

частиц, мм

Крупнообломочный

Песчаный
Глинистый

Несвязные обломки скальных пород

Сыпучие в сухом состоянии, не

обладающие пластичностью

Связные, пластичные, во влажном

состоянии - липкие

Более 2

Менее 2

Менее 0,005

Они различаются рядом существенных признаков, из которых наиболее важным для подбора и эксплуатации машин является прочность грунта, определяющая

трудность его разработки. В отечественной практике для оценки трудности разработки грунтов ис пользуется один из следующих показателей: сопротивление образ цов
грунта сжатию; удельное сопротивление грунта копанию; удельная работа внедрения в грунт плоского штампа (табл. 1.2).

При планировании земляных работ чаще всего прибегают к по нятию «категории грунта». Для земляных сооружений используют грунты 1-4 категорий, отличающиеся

друг от друга сопротивлением сжатию. Строительные нормы и правила содержат подроб ные рекомендации, какими машинами следует разрабатывать грунты каждой
из категорий.

Показатели сопротивления грунта копанию и работы внедре ния в грунт плоского штампа, как правило, применяют для расче-

Таблица 1.2

Классификация грунтов по трудности разработки

Объем-

Сопро-

Работа,

Название грунта

Кате-

ная

тивление

число

гория масса,

сжатию,

копанию,

т/м

МПа

ударов

Грунт растительного слоя

1,20

58,9

0,07

1...4

Песок

1,60

58,9

0,07

1...4

Супесь

1,65

58,9

0,07

1...4

Суглинок:

легкий

1,70

78,5

0,10

5... 8

тяжелый

1,75

98,1

0,15

9. ..15

Глина:

мягкая

1,80

98,1

0,15

9. ..15

тяжелая ломовая

2,05

147,2

0,17

16. ..35

та рабочих сопротивлений при проектировании машин. Сопротив ление копанию зависит от прочности грунта и типа рабочего орга на. Так, его значение для отвала и
ковша может отличаться на 10...20%. Поэтому сопротивление копанию должно определяться опытным путем для каждого типа машин и корректироваться при
конструктивных изменениях рабочих органов машин.

Более универсален показатель работы, не зависящий от типа землеройного органа и других особенностей машин для земляных работ. В

качестве единицы измерения прочности грунта принимается энергия удара груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 0,4 м, которая равна 9,81
Дж. Экспериментально доказано, что работа, затраченная на погружение круглого стержня сечением 1 см

в грунт на глубину 10 см,

пропорциональна прочности последнего. Для экспресс-оценки прочности грунта этим методом применяется плотномер ДорНИИ (рис. 1.1),
названный по имени института, в котором был разработан.

Машины для подготовительных земляных работ. Технология выполнения земляных работ предусматривает проведение подготовительных и

основных операций. Подготовительные операции имеют целью подготовку грунта и/или территории к разработке или сооружению объекта
транспортного строительства и вклю-

35,6

L 1

о -

§'

L. 1

§'

~^ *•

11,4

Рис. 1.1.

Плотномер

ДорНИИ для эксп-

ресс-оценки проч-

чают в себя, как правило, расчистку полосы отвода от деревьев, кустарника, дернового покрова, гумусного слоя, пней, камней. В их  состав также может входить
осушение переувлажненных и заболоченных территорий и рыхление прочных грунтов перед разработкой. Для выполнения этих работ  применяют специальные
машины:  кусторезы   -  срезают   деревья,   кустарник   и   подлесок,   а   также  дерн,   укладывая   срезанный   материал   в   валки   по   бокам   своего   пути;  корчеватели   и
корчеватели-собиратели -  выкорчевывают  пни, корни и  камни и сдвигают  их вместе  с материалом, собранным  кусто резами, на границы участка;  рыхлители -
разрушают   прочные   грунты   перед   разработкой;  экскаваторы   -  отрывают   мелиоративные  канавы   при   необходимости   осушения   (входят   в   группу   машин   для
основных работ).

Машины для основных земляных работ. Основные земляные работы составляют подавляющую долю общего объема земляных работ и заключаются в разработке,

перемещении, укладке и уплотнении грунта в основания инженерных сооружений, а также их продоль ном и поперечном профилировании. Бульдозеры разрабатывают
и  перемещают   грунты   и   сыпучие   строительные   материалы   на   расстояние   до   100   м,   разравнивают   материал   перед   уплотнением,   осуществляют   предварительное
профилирование   грунтовых   сооружений,   используются   как   толкачи   при   загрузке   скреперов.  Скреперы  разрабатывают   грунты   самостоятельно   или   с   помощью
бульдозеров,  перевозят   грунт   в   ковше   на   расстояние   до   5   км   и   отсыпают   его   слоями.  Автогрейдеры  сооружают  невысокие   насыпи   из   грунта  боковых  резервов,
разравнивают  рыхлый привозной  грунт  перед уплотнением,  планируют  грунтовые поверхности после  уплотнения  и стабилизации, доводят до проектных отметок
продольные и поперечные профили грунтовых сооружений.  Грейдер-элеваторы  отсыпают грунтовые насыпи из боковых резервов либо загружают разрабатываемый
грунт в транспортные средства.  Одноковшовые экскаваторы  строительных размеров разрабатывают нескальные грунты любой прочности и грузят их в транспортные
средства. Многоковшовые экскаваторы продольного и поперечного копания отрывают траншеи для мелиоративных систем, трубопроводов и коммуникационных сетей,
разрабатывают грунты в карьерах и профилируют откосы высоких  насыпей.  Грунтовые катки  уплотняют грунт и дорожно-строитель-ные материалы, уложенные в
насыпи транспортных сооружений, повышая прочность и водонепроницаемость последних.

Машины для добычи каменных материалов и их переработки

Каменные материалы, применяемые в транспортном строительстве, получаются в результате измельчения и сортировки кусков

камня, добываемых при разработке гравийно-песчаных залежей или разрушения монолитных скальных образований. Залежи разрабатываются карьерными одно- и

многоковшовыми экскаваторами, иногда в сочетании с мощными бульдозерами и рыхлителями. Для получения щебня из менее прочных каменных пород

(например, известняка) в последние годы стали применять мощные самоходные фрезы, исключающие необходимость дополнительного дробления. Однако в

большинстве случаев разрушение скальных пород, особенно прочных, производится взрывом, для чего в породе необходимо предварительно пробурить отверстия

под взрывчатку (шпуры). В зависимости от размеров шпуров, их количества и прочности разбуриваемой породы используются различные бурильные механизмы.

Ручные и стационарные (колонковые) перфораторы применяются для горизонтального бурения и бурения сверху вниз шпуров и скважин диаметром до 100 мм и

глубиной до 25 м в любых породах, кроме очень прочных. Телескопные перфораторы используют при бурении снизу вверх. Станки ударно-канатного, вращательно-

го и огневого бурения применяются для получения более глубоких и больших по диаметру скважин, которые при добыче каменных материалов применяются редко.

Фактором, определяющим выбор способа разрушения скальной породы, является ее прочность. Наиболее часто прочность скальных грунтов оценивается

величиной временного сопротивления одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии.

Величина временного сопротивления скальных грунтов, МПа Прочность скальных грунтов:

Полускальный........................................................................Менее 5
Мало прочный..........................................................................5 ... 15

Средней прочности................................................................. 15... 50

Прочный................................................................................50... 120

Очень прочный....................................................................Более 120

Машины для переработки скальных материалов. Щебень, пригодный для транспортного строительства, является результатом дробления каменных материалов

и последующей их сортировки на фракции (по размеру кусков) и сорта (по прочности и форме кусков). Размер кусков готового продукта зависит от того, сколько

раз исходный материал подвергается дроблению. Наиболее крупные фракции щебня получают в результате первичного дробления, для которого используют, как

правило, щековые дробилки. Конусные, молотковые и роторные дробилки применяют при необходимости дальнейшего измельчения. Самые мелкие фракции щебня

получают при использовании валковых дробилок. Минеральный по-

рошок, добавляемый в асфальтобетонные смеси, изготавливается размолом доломитов и известняков с помощью мельниц.

Оборудование для хранения и транспортировки цемента

Цемент - искусственный строительный материал, применяемый при изготовлении цементобетонных смесей, без которых невозможно сооружение сколь-нибудь

значительных объектов. Он относится к минеральным вяжущим материалам и получается при тонком (до 0,08 мм) помоле обоженных известняковых пород. При

смешивании в определенных пропорциях с водой цементный порошок через некоторое время затвердевает, превращаясь в очень прочный камень кристаллической

структуры, что и определяет его ценность для строительства.

Расход цемента при строительных работах достаточно велик, поэтому оборудование для его перемещения и хранения занимает заметное место в номенклатуре

машин транспортного строительства. Цемент боится влажности, легко распыляется ветром и быстро слеживается, превращаясь в прочный монолит. Эти его свой-

ства в сочетании с повышенной абразивностью и способностью проникать в мельчайшие зазоры предъявляют особые требования к оборудованию для его

перевозки и складирования. Для перевозки цемента по железным и автомобильным дорогам используются герметичные цистерны-цементовозы, оборудованные

системами аэрации (при пропускании через цемент воздуха он становится текучим, как жидкость). Перед использованием цемент хранится в силосах с коническим

дном, откуда, благодаря аэрации самотеком или с помощью конвейера (пневматического или винтового), подается к месту отгрузки или приготовления смеси.

Наиболее важной с позиций выбора механизмов является плотность различных сортов цемента (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Характеристика сортов цемента

Объемная масса, т/м

Плотность,

Сорт цемента

т/м

Рыхлый

Слежавшийся

Романцемент

2,6... 3,0

0,8... 1,0

1,0... 1,3

Пуццолановый портландцемент

2,7... 2,9

0,8... 1,0

1,2... 1,6

Шлакопортландцемент

2,8... 3,0

Портландцемент

3,0... 3,2

0,9... 1,3

1,5... 2,0

Глиноземистый цемент

2,1... 3,3

1,0... 1,3

1,6... 2,0

Оборудование для приготовления и перевозки цементобетонной

смеси

Цементобетонная смесь - один из основных материалов, используемых в транспортном строительстве для сооружения дорожных одежд, мостов, эстакад,

тоннелей и других конструкций, рассчитанных на большие нагрузки и многолетнюю работу. Цементобетонной называется смесь цемента, воды, песка и щебня в

пропорциях, диктуемых назначением получаемого цементобетона. Современные строительные технологии также предусматривают использование специальных

добавок в цементобетон, улучшающих его свойства (например, морозостойкость) и ускоряющих созревание.

Объемы потребления цементобетонной смеси в транспортном строительстве диктуют использование для ее приготовления и транспортировки самого

современного оборудования.

Технология приготовления цементо-бетонной смеси остается неизменной на протяжении уже многих лет. Ее реализуют растворные узлы, цемента

бетонные заводы, заводы железобетонных изделий, производительность и близость которых к месту потребления смеси диктуются экономическими условиями

конкретного региона. В состав комплекта специального оборудования входят склады и бункеры для каменных материалов, цистерны для воды, силосные

хранилища для цемента и добавок, объемные дозаторы для точной дозировки компонентов смеси, бетоносмесители для перемешивания компонентов до

состояния однородной смеси, бункеры-накопители для хранения и отгрузки готовой смеси.

Машины для сооружения цементобетонного покрытия

Автомобильные дороги и взлетно-посадочные полосы аэродромов, рассчитанные на высокую интенсивность движения и большие ударные нагрузки,

обязательно имеют в своей конструкции слой цементобетона, а чаще - железобетона. Цементобетон обеспечивает необходимые прочность и надежность

сооружения, а иногда служит и как верхний, износоустойчивый слой покрытия. Его прочность зависит, в основном, от плотности, обусловленной правильным

подбором состава, качеством приготовления и соблюдением технологии укладки. Прочность цементобетона характеризуется пределом прочности при сжатии и

пределом прочности на растяжение при изгибе, измеренных спустя 28 сут. после его изготовления.

Укладка, разравнивание, уплотнение цементобетона и выглаживание его поверхности в современном транспортном строительстве

производятся комплексами машин, включающими бетонораспре-делитель, бетоноукладчик и финишер, и обеспечивающими высокую (до 1 км/ч и более)

скорость устройства покрытия. Это достигается высокой степенью автоматизации и надежностью машин при условии четкой организации основных и

вспомогательных работ. 1,ементобетонное полотно, уложенное машинами бетоноукладоч-ного комплекса, покрывается защитной пленкой или эмульсией. Это

эбеспечивает оптимальные условия для созревания цементобето-ia, в котором после отвердения нарезаются компенсационные швы, предохраняющие

полотно от растрескивания при деформациях. Швы защищаются битумной мастикой, полимерной лентой, другими заполнителями, предотвращающими

попадание воды и скол верхних кромок бетонных плит под действием ударных нагрузок от колес автотранспорта. Для выполнения перечисленных опера-

ций используются распределители пленкообразующих материалов, нарезчики швов и гудронаторы.

Оборудование для хранения и перекачки битума

Битум относится к органическим вяжущим материалам и полу-1ается в результате физико-химической переработки нефти, угля, /гол и битумных пород. В

транспортном строительстве он приме-яется, в основном, благодаря хорошей адгезии, вязкости и водонепроницаемости. При перемешивании с сыпучими

дорожно-стро-тьными материалами (щебнем, гравием, песком, грунтами) битум склеивает их частицы в стабильные конгломераты, устойчивые к действию

разрушающих нагрузок, влаги и температурных деформаций. При нагревании до температуры 150... 180°С вязкость битума дорожных марок снижается и он

становится текучим, что облегчает его перекачку и дозирование.

Для перевозки битума используется железнодорожный и автомобильный транспорт. Как правило, битум перевозится в закрытых цистернах с хорошей

теплоизоляцией и системой подогрева. При перевозках по железной дороге также используются самосвальные бункеры, оснащенные паровыми

подогревательными рубашками. На короткие расстояния, в частности, между технологическими установками, образующими единый производственный

цикл, битум перекачивается по теплоизолированным и подогреваемым трубопроводам.

Основными потребителями битума в транспортном строительстве являются асфальтобетонные заводы, особенности производства которых требуют

наличия запаса битума в объеме 50% его годового расхода. Запас битума хранится в подземных, полуподземных или наземных битумохранилищах.

Последние могут быть временными или стационарными.

Оборудование для изготовления и перевозки асфальтобетонной смеси

Асфальтобетонные смеси применяются, главным образом, в транспортном строительстве и получаются при тщательном перемешивании

нагретых щебня, песка и минерального порошка с горячим битумом. В зависимости от марки битума и температуры смеси при укладке они
подразделяются на горячие, теплые и холодные, температура укладки не ниже соответственно 120,60,10 ° С. Асфальтобетонные смеси
классифицируют по крупности зерен (табл. 1.4).

Таблица 1.4 Классификация асфальтобетонных смесей по крупности зерен

Тип смеси

Классификация

Наибольший размер

зерен, мм, не более

Горячие и теплые

Крупнозернистые

Среднезернистые

Горячие, теплые и холодные

Мелкозернистые

Песчаные

Асфальтобетонные смеси изготавливаются на стационарных или передвижных асфальтобетонных заводах.

Стационарные асфальтобетонные заводы предпочтительны в местах, где потребление асфальтобетонной смеси стабильно в течение

длительных промежутков времени (это характерно для крупных городов или промышленных районов).

Передвижные асфальтобетонные заводы, не требующие привлечения специальных подъемно-транспортных средств для монтажа/ демонтажа и

перевозки, более удобны при строительстве протяженных капитальных дорог, когда место укладки больших количеств асфальтобетонной смеси
быстро перемещается.

Существуют и сборно-разборные асфальтобетонные заводы (в отечественной практике за ними закрепился термин «инвен тарные»),

которые также могут перевозиться с места на место. От передвижных они отличаются отсутствием в комплекте оборудо вания завода
грузоподъемных механизмов для монтажа/демонтажа технологических установок и самоходных шасси для их перевозки.

Готовая асфальтобетонная смесь либо сразу отгружается в транспортные средства, либо предварительно накапливается в бункерах-термосах, из

которых затем производится ее отгрузка.

Доставка готовой асфальтобетонной смеси от завода до места ее укладки осуществляется автотранспортом. При перевозках на небольшие

расстояния,   когда   смесь   не   успевает   остыть   ниже   температуры   укладки,   могут   использоваться   обычные   автосамосвалы,   кузова   которых
смачиваются   битумной   эмульсией,   предотвращающей   прилипание   смеси   к   металлу.   При   более   длинных   рас стояниях   горячую
асфальтобетонную   смесь   целесообразно   перевозить   в  автосамосвалах   с   кузовами-термосами,  оборудованными   системами   подогрева,
перемешивания и принудительной разгрузки смеси.

Машины для сооружения асфальтобетонных покрытий, содержания дорог и ремонта покрытий

Машины для сооружения асфальтобетонных покрытий. Более половины мировой сети автомобильных дорог имеют асфальтобетонное

покрытие. К его преимуществам относятся хорошие сцепные качества, износо- и морозоустойчивость, малошумность, бес-пыльность, удобство
содержания и ремонта.

Прочность асфальтобетонного покрытия, уложенного с соблюдением технологических норм и правил, вполне обеспечивает его длительную

эксплуатацию при нагрузках, создаваемых современными транспортными потоками. Для устройства асфальтобетонного покрытия используют:
асфальтоукладчики - самоходные машины, равномерно распределяющие и уплотняющие смесь по всей ширине укладки; асфальтовые катки -
уплотняющие асфальтобетон для придания ему необходимой прочности и долго вечности.

Машины для содержания дорог. Технология ухода за дорожным покрытием в летнее время предусматривает регулярную очистку проезжей

части, лотков и обочин от пыли, наносов, грязи и посторонних предметов, увлажнение покрытия для пылеподавления и снижения температуры
покрытия в жаркие дни, и мойку покрытия для очистки от пыли и грязи, снижающих его сцепные свойства. Для выполнения этих работ в
крупных городах используются по-ливомоечные и подметальные машины.

В зимнее время года на большей части Российской Федерации необходимо регулярное удаление с дорог и тротуаров значительных масс

свежего   и   слежавшегося   снега   и   ледяных   образований.  Для   этого   используются  снегоуборочные  и  снегопогрузочные   машины  с   отвалами,
роторными, фрезерными и лаповыми питателями, снегопогрузочным и подметальным оборудованием, а также  разбрасыватели и распределители
твердых и жидких антигололедных  материалов. Последние либо снижают  скользкость обледеневшего  или  заснеженного  покрытия  (например,
песок^ гранитная крош-

Библиотека Екатеринбургского!

автомобияьно-дорожного

колледжа

ка), либо растворяют ледяную корку и снежный накат, превращая их в жидкость.

Для экстренной очистки покрытий (как правило, на аэродромах) применяются газоструйные агрегаты, очищающие и высушивающие покрытие раскаленными

выхлопными газами снятых с самолетов реактивных двигателей.

Машины и оборудование для ремонта дорожных покрытий. Асфальтобетонные и цементобетонные покрытия подвергаются в ходе эксплуатации различным видам

износа. К их числу относятся истирание покрытия под абразивным действием пневмоколес, растрескивание при сезонных колебаниях температуры с последую-
щим разрушением краев трещин, выкрашивание слабых или поврежденных участков и т. д.

Асфальтобетонные покрытия могут деформироваться при высокой окружающей температуре или под действием вертикальных и горизонтальных нагрузок,

образуя на проезжей части колеи и волны (продольные и поперечные неровности).

Цементобетонные покрытия, наоборот, более чувствительны к отрицательным температурам, при которых ускоренно разрушается их поверхностный слой.

Технология ремонта твердых дорожных покрытий предусматривает в зависимости от вида и степени износа срезку верхнего изношенного слоя покрытия,

разделку трещин, вырубку выкрошенных участков покрытия вместе с подстилающим слоем. Для этого могут использоваться большие и малые дорожные фрезы,

нарезчики швов и отбойные молотки. Восстановление покрытия за счет добавления свежей смеси осуществляется обычными бетоно- и асфальтоукладчиками .

В последние годы при ямочном ремонте асфальтобетонных покрытий все чаще применяются жидкие асфальтобетонные смеси, приготовленные на основе

специальных битумов. Благодаря повышенной пластичности они хорошо заполняют все пустоты, не требуют выравнивания и уплотнения и затвердевают уже через
несколько часов после укладки.

Для применения таких смесей используют дорожные ремонтеры, оборудование которых устанавливается на шасси грузового автомобиля и состоит из

теплоизолированной обогреваемой емкости для хранения смеси, встроенной в емкость мешалки, предотвращающей расслаивание смеси при перевозке, и
распределительного устройства, обеспечивающего подачу и укладку смеси.

Для восстановления асфальтобетонного покрытия на протяженных участках применяют машины типа «ресайклер», суть работы которых состоит в разогреве,

удалении и измельчении изношенного слоя покрытия, смешивании его со свежим асфальтобетоном и укладке полученного материала на ремонтируемую
поверхность с последующим уплотнением.

Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование - часть 1