1826

УДК 625.7

Александрова Н.П., Семенова Т.В.

Конспект лекций, методическое указание к выполнению контрольной работы по дисциплине «Механизация дорожных технологий» и рекомендации к прохождению учебной практики / Н.П. Александрова, Т.В.

Семенова. – Омск: СибАДИ, 2012. – 48 с.

Данное методическое указание полезно студентам всех форм обучения по направлению 270800.62 «Строительство» для профилей реализуемых на факультете «Автомобильные дороги и мосты» при изучении дисциплины «Механизация дорожных технологий».

Табл. 4. Ил. 29. Библиогр.: 9 назв.

© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2012

2

1.Уровни механизации технологических процессов..………………..... 6

2.Классификация и общая характеристика дорожно – строительных машин………………………………………………………………….. 7

2.1Машины для подготовительных работ...…………………………. 8

2.2Машины для земляных работ…………..…………………………. 10

2.2.1Землеройные машины……………………..…………………. 10

2.2.2Землеройно - транспортные машины……………………..… 11

2.2.3Машины и оборудование для гидравлической разработки грунта...…………………………………….…..… 15

2.2.4Грунтоуплотняющие машины……………………..………… 17

2.3Грузоподъемные машины и средства…………………………….. 21

2.4Машины и оборудование для организации работ при постройке водопропускных труб…………………………………………….... 23

2.5Машины для бетонных работ……………………………………... 26

2.6Укладчики и специальная техника..………………………………. 27

2.7Машины для добычи и переработки каменных материалов……. 31

2.8Машины для ремонта и содержания автомобильных дорог ……. 33

2.8.1Машины для ремонта автомобильных дорог ………………. 33

2.8.2Машины для содержания автомобильных дорог ………….. 35

3.Производственная база дорожно – строительного производства….. 36

Вопросы к зачету…….……………….……………………………………. 38

Выполнение контрольной работы…………......…………………………. 39

Темы контрольной работы…………...………...…………………………. 40

Учебная практика по механизации дорожных технологий.……………. 41 Список использованных источников ……………………………………. 43 Приложение А Образец титульного листа контрольной работы Приложение Б Образец оформления содержания Приложение В Образец оформления списка использованных

источников

3

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА

Целью изучения дисциплины «Механизация дорожных технологий» является формирование у студентов требуемого объема представлений, знаний и умений при решении вопросов применения машин строительного производства в технологических операциях при строительстве автомобильной дороги.

Задачами курса являются:

1.Дать студентам представление различных видов дорожно - строительных машин, специальной техники и производственной базы дорожно – строительного производства с учетом условий их применения в строительстве; о направлениях совершенствования технического уровня производства дорожно – строительных работ.

2.Дать студентам понятия об основных объектах, явлениях и процессах, связанных с механизацией строительства автомобильных дорог; о существующих современных научно - технических средствах реализации технологических процессов при строительстве автомобильной дороги.

Дисциплина относится к циклу специальных дисциплин. В результате изучения дисциплины студент должен: Знать:

-основную научно-техническую информацию, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности;

-основные виды дорожно - строительных машин, специальной техники и производственной базы дорожно – строительного производства;

-правила производственной и технической эксплуатации дорожных машин, используемых при строительстве.

Уметь:

-самостоятельно выполнять контрольную работу по заданной теме дисциплины и защищать сделанные в своей работе выводы;

-самостоятельно составлять отчеты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических работах, расширять свои технические познания;

-работать на персональном компьютере, используя графические программы и основные офисные приложения;

-самостоятельно и творчески использовать теоретические знания в процессе последующего обучения в соответствии с учебными планами подготовки бакалавров.

Владеть:

-методами механизации производства при ведении технологических процессов в строительстве;

-методиками подбора средств механизации для выполнения технологических операций в строительстве.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108

часов), дисциплина изучается в одном семестре, форма контроля - зачет. На учебную практику после 1 курса приходится 1,5 зачетные единицы (1 неделя), форма контроля – аттестация с оценкой.

4

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильная дорога – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для экономичной перевозки автомобилями пассажиров и грузов и обеспечивающий круглосуточное , круглогодичное непрерывное, безопасное и удобное движение легковых автомобилей с расчетными скоростями и грузовых автомобилей с заданными нагрузками.

Автомобильные дороги по своему народно-хозяйственному назначению подразделяют на международные, федеральные, территориальные и муниципальные.

Выделяют автомобильные дороги общего пользования (магистральные, региональные и местные) и специальные (городские, промышленные, дороги сельскохозяйственных предприятий, промысловые, лесовозные и автозимники).

В состав комплекса автомобильная дорога входит три группы сооруже-

ний:

1.основные – сама дорога;

2.вспомогательные, обслуживающие людей, транспортные средства и

дороги;

3.дорожное обустройство, обеспечивающее эстетические и организационные функции и безопасность движения.

Строительство автомобильной дороги начинают с проложения дороги на местности. Всегда разрабатывают несколько вариантов, удовлетворяющих техническим требованиям, и выбирают из них наиболее экономичный. Задача сравнения вариантов сводится к сопоставлению сроков, в которые удорожание строительства лучшего варианта окупится снижением суммарных транспортных расходов (ежегодные затраты на ремонт и содержание дороги, уменьшение транспортных расходов на перевозку грузов и пассажиров, снижение потерь от дорожнотранспортных происшествий и ущерба, приносимого окружающей среде).

Положение оси дороги в пространстве называется трассой. Для ориентировки трассу делят на километровые и стометровые участки, называемые пикетами. Трасса из-за поворотов, подъемов и спусков является сложным сочетанием ее участков в пространстве. Для упрощения и наглядности при проектировании автомобильных и железных дорог рассматривают графические изображения - ее горизонтальную и вертикальные проекции (продольный и поперечные профиля).

При проектировании дорог их будущую загрузку оценивают по средней величине за год, называемой среднегодовой суточной интенсивностью движения. Эта характеристика условна и допускает в отдельные часы большую загрузку дороги.

В зависимости от количества автомобилей, которые будут проезжать по дороге через 20 лет после ее постройки, дороги делят на пять технических категорий. Все элементы дорог каждой технической категории рассчитывают на обеспечение безопасного движения с так называемой расчетной скоростью, тем большей, чем выше категория дороги.

Существует пять технических категорий автомобильных дорог.

5

Высшим типом автомобильных дорог являются автомобильные магистрали – дороги, предназначенные для дальних грузовых и пассажирских перевозок с высокими скоростями и без помех от встречных автомобилей и от местного транспорта. Автомобильные магистрали имеют две проезжие части, отделенные друг от друга разделительной полосой. При высокой интенсивности движения сбоку от проезжей части вместо обочины устраивают стояночную полосу для неисправных автомобилей, ожидающих приезда технической помощи. Остановки на автомобильных магистралях запрещаются и для этой цели в стороне от дороги устраивают площадки отдыха. Каждая проезжая часть обеспечивает возможность обгона и поэтому рассчитывается на движение не менее двух рядов автомобилей. Разделительная полоса бывает шириной от 4 до 12 м.

Автомобильные магистрали весьма дорогостоящие сооружения. Это объясняется большими объемами строительных работ, капитальными типами дорожных одежд, большим числом пересечений в разных уровнях, значительной шириной земляного полотна, малыми продольными уклонами. Поэтому протяжение магистралей невелико даже в странах с развитой густой сетью автомобильных дорог. Кроме того, движение с высокой скоростью связано с большим количеством дорожно-транспортных происшествий и повышенным расходом топлива.

1. УРОВНИ МЕХАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог требуют высокоэффективного обслуживания средствами механизации. Механизация работ является основным фактором повышения производительности труда и улучшения качества работ.

Работы, в которых строительные процессы полностью или частично выполняются с помощью машин и механизмов, называют механизированными. Например, к механизированным работам будет отнесено возведение земляного полотна, когда разработка грунта, перемещение, разравнивание и уплотнение его будет выполнено дорожной техникой, а планировка откосов вручную. Механизация резко повышает производительность труда. Например, выработка одного рабочего при приготовлении цементобетонной смеси вручную составляет 2,5...4,0 м3/смену, а при использовании бетономешалки 15 м3/смену, или 1 бульдозер заменяет 150 землекопов.

Уровень механизации строительства оценивают по формуле:

где Qм - объем механизированных работ; Qобщ - общий объем работ в тех же единицах измерения.

Уровень механизации труда характеризует степень использования ручного труда:

6

где чм, чр - численность работников, занятых на механизированных операциях и общая численность рабочих.

Комплексной механизацией называют такую организацию труда, когда комплект машин выполняет полный цикл работ.

где Qкм - объем работ, выполняемый комплектом машин без использования ручного труда.

Комплексная механизация освобождает человека от тяжелого физического труда при непосредственном выполнении рабочих операций.

Механизированные отряды, выполняющие работы в специализированных потоках, имеют обычно постоянный состав машин и рабочих и, соответственно, постоянную производственную мощность. Скорость потока может изменяться при поступлении в специализированное подразделение в процессе работ дополнительных средств механизации или при изменении технологии работ.

Целесообразность применения для конкретных условий определенного комплекса машин зависит от множества факторов: дальности перемещения грунта, коэффициента сопротивления перемещению транспортирующей машины, грунтовых условий, типоразмера машин, объема выполняемых работ и др. [7].

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДОРОЖНО – СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Несмотря на большое разнообразие дорожно - строительных работ и применяемых для их выполнения машин, рабочий процесс состоит в основном из следующих операций:

1.разрушение (или рыхление) грунта (материала) в его естественном залегании и извлечение разрушенной части грунта (материала);

2.перемещение грунта (материала) к месту укладки в насыпь (в слой) или в отвал;

3.разравнивание грунта (материала) или планировка в целях придания необходимой формы, далее его уплотнение для обеспечения механической прочности и устойчивости;

4.профилирование и отделка сооружения в целях придания выемкам (насыпям) или конструктивным слоям строго определенного поперечного и продольного профиля (дороги, дамбы, каналы и др.).

Основные дорожно – строительные машины могут быть распределены на следующие группы:

1.машины для подготовительных работ (кусторезы, корчеватели – собиратели, тракторные или экскаваторные рыхлители, бурильные машины)

7

2.землеройные машины (одноковшовые экскаваторы, экскаваторы с драглайн, экскаваторы – траншеекопатели);

3.землеройно - транспортные машины (бульдозеры, скреперы, грейдер

– элеваторы и автогрейдеры);

4.машины и оборудование для гидравлической разработки грунта (гидромониторы, землесосные снаряды и установки);

5.грунтоуплотняющие машины (катки, трамбующие машины, вибрационные машины);

6.машины и оборудование для организации работ при постройке водопропускных труб (бульдозеры, одноковшовые экскаваторы с автосамосвалами, траншеекопатели, краны, трубоукладчики);

7.грузоподъемные средства (домкраты, лебедки, подъемники, грузоподъемные краны, погрузчики, трубоукладчики);

8.машины для бетонных работ (автобетоносмесители, бетононасосы, бетонораспределительные манипуляторы);

9.укладчики и специальная техника (асфальтоукладчики, профилировщики, дорожные фрезы, автогудронаторы, автобитумовозы, грунтосмесительные машины и установки, поливомоечные машины);

10.машины для добычи и переработки каменных материалов (камнедробилки, бульдозеры, одноковшовые экскаваторы с автосамосвалами, драглайны, одноковшовые погрузчики, машины для бурения взрывных скважин);

11.машины для ремонта и содержания автомобильных дорог (автогрейдеры, бульдозеры, автосамосвалы, поливомоечные машины, трактора с механическими щетками, косилки, бурокрановые машины, маркировщики, снегоочистители, дорожные ремонтеры, дорожные фрезы, катки, автогудронаторы).

2.1МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Для очистки территорий применяют бульдозеры, а также мелиоративные машины (кусторезы и корчеватели), которые выполняются в виде сменного оборудования к бульдозерам [3].

Кусторезы предназначены для срезания кустарника и мелколесья на уровне земли при расчистке крупных земельных участков.

Максимальный диаметр деревьев, срезаемых, в см:

8

Кусторезы классифицируют:

1.по типу рабочего органа – ножевые с пилообразными или прямыми ножами и фрезерно – барабанные;

2.по типу управления рабочим органом – с гидравлическим и канатным управлением [1].

Корчеватели - собиратели применяют для корчевания и уборки с дорожной полосы камней, пней, корней, кустарника и мелкого леса, срезаемого кусторезами (рис. 2.1).

Корчеватель – собиратель является навесным оборудованием к трактору и представляет собой решетчатый отвал с зубьями. Корчеватель – собиратель может иметь канатное или гидравлическое управление [1].

Рисунок 2.1 Корчеватель - собиратель

Рыхлители применяются для послойного разрыхления грунтов и горных пород на отдельные куски или глыбы таких размеров, которые удобны для последующей разработки, погрузки и транспортирования.

Рыхлители удаляют из грунта крупные камни, пни, взламывают булыжные мостовые и дорожные покрытия при ремонте и реконструкции дорог [1].

Рыхление прочных (скальных, полускальных) и мерзлых грунтов, т.е. превращение их в крупнообломочные, наиболее эффективно осуществляется механически с помощью навесных рыхлителей: тракторных рыхлителей (бульдозерно – рыхлительных агрегатов) или экскаваторных. Если область применения навесных тракторных рыхлителей – это земляные работы больших объемов, выполняемые на свободных пространствах, то применение экскаваторных рыхлителей целесообразно при земляных работах в стесненных условиях [3].

Рыхлители используются в дорожном, железнодорожном и гидротехническом строительстве, а также при разработке каменных карьеров и в горнорудной промышленности.

Классифицируются рыхлители по следующим признакам:

1.по назначению – машины общего назначения (с 3 – 7 зубьев, глубина рыхления до 1000 мм) и специальные (с 1 – 3 зубьев, глубина рыхления свыше 1000 мм, работают с толкачом);

2.по способу агрегатирования с базовым тягачом – прицепные и навесные;

9

3.по мощности двигателя и по номинальному тяговому усилию базовых тракторов – сверхмощные (свыше 300 л.с.), тяжелые (150 - 300 л.с.), средние (76 - 149 л.с.) и легкие (меньше 75 л.с.); тяговое усилие со-

ставляет: свыше 30; 20 – 30; 13,5 – 20 и до 3,5 Т;

4.по типу движителя (ходовой части) базовой машины – гусеничные и колесные;

5.по системе изменения глубины резания – гидравлические и канатные. Канатные системы имеются на прицепных рыхлителях.

Главным параметром рыхлителя является номинальная сила тяги [1].

Бурильные машины для подготовки к взрывным работам применя-

ются в сложных условиях строительства для рыхления тяжелых грунтов. Иногда необходимо проведение взрывных работ, например, в горной местности при проходе пионерных трасс или в каменных карьерах. В любом случае такие работы связаны с проблемами экологии, обеспечения безопасности их выполнения, а также с различными ограничениями и дополнительными сложностями, неизбежно приводящими к удорожанию строительства. Наиболее трудоемкими работами при взрывном способе рыхления прочных грунтов является бурение по заданной схеме скважин для закладки в них зарядов взрывчатых веществ.

Бурильные машины для подготовки взрывных скважин применительно к условиям строительства должны отвечать следующим основным производственно – технологическим требованиям: мобильность и высокая проходимость; автономность энергопитания; надежность работы при низких температурах окружающей среды; очистка скважин от шлама сжатым воздухом; максимальная механизация работ по выполнению всех технологических операций; очистка отработанного воздуха от пыли [3].

2.2 МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ 2.2.1 ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ МАШИНЫ

Экскаватор – это самоходная машина на колесном, гусеничном или шагающем ходу, имеющая верхнюю часть, способную поворачиваться на 360°, со смонтированным рабочим оборудованием, предназначенная главным образом для копания с помощью ковша без перемещения ходовой части в течение всего рабочего цикла машины [2].

Экскаваторы предназначены для разработки грунтов и горных пород в транспортные средства или в отвал. По характеру рабочих процессов различают экскаваторы цикличного и непрерывного действия. К экскаваторам цикличного действия относят одноковшовые экскаваторы, а непрерывного действия - роторные.

В зависимости от вида выполняемых работ экскаваторы могут иметь сле-

дующее рабочее оборудование: прямую лопату, обратную лопату, драглайн.

К специализированным экскаваторам относят экскаваторы - траншеекопатели, являющиеся машинами непрерывного действия [7].

10