книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

Рис. 9.19. Технологическая схема монтажа бетонного покрытия из плит:

/ — д о с т а в к а п е с к а ; / / - р а з р а в н и в а н и е п е с к а , у с т а н о в к а р е л ь с -ф о р м ; I I I — п р е д в а р и т е л ь н а я п л а н и р о в к а п е с ч а н о г о о с н о в а н и я ; I V — п о д в о з к а и у к л а д к а п л и т к р а н о м ; V I — в и б р о п о с а д к а

н а я м а ш и н а ; 8 — з а л и в щ и к ш в о в

тумом. Поперечный уклон сборных покрытий делают равным 20— 30%о, продольный не более 60°/00Прямоугольные плиты укладывают длинной стороной параллельно оси дороги. Для их соединения в боковые грани смежных прямоугольных плит закладывают стальные скобы. При-монтаже скобы сваривают, смазывают гидроизолирую­ щим материалом и заливают бетонной смесью. Успешно приме­ няются шестигранные плиты размером 2010X2320 мм, изготовлен­ ные на станках силового проката заводов Ж БК. Их монтируют при помощи клиновых или цанговых захватов и захватов типа ЗУП. Для стыкования в поперечном направлении в плите имеются стерж­ ни диаметром 20 мм. Плиты укладывают монтажными кранами, ко­ торые являются ведущими машинами на постройке сборных бетон­ ных покрытий. Скорость потока назначают по выработке этой маши­ ны. Дорогу при постройке размечают на захватки, равные по длине сменной выработке монтажного крана; на каждой из них поочеред­ но выполняют все работы (рис. 9.19).

Монтаж ведут «с колес», т. е. с транспортных средств или из промежуточных складов, расположенных на обочине. Кран устанав­ ливают так, чтобы угол поворота его стрелы до места укладки плит был минимальным и с одной позиции позволял укладку наиболь­ шего числа плит. Наводку плиты перед опусканием на основание производят после того, как ее нижняя плоскость опущена ниже верх­ ней плоскости смежных уложенных плит. Кран должен работать на выносных опорах, благодаря чему увеличивается коэффициент использования крана по грузоподъемности. Выработка крана надает с увеличением ширины укладываемой полосы, поэтому проезжую часть шире 7,5 м следует монтировать в две или три оптимальные полосы.

При постройке покрытий из сборного бетона при наличии не­ скольких заводов Ж БК обеспечение плитами решают как транс­ портную задачу. Для примера рассмотрим устройство покрытий из плит на трех участках, выполняемое тремя строительными управле­ ниями. Поставщики плит — два завода Ж БК (рис. 9.20). Стои­ мость перевозки 1 т плит с каждого завода-поставщика каждому потребителю приведена в табл. 17. При этом размещении производ-

301

Рис. 9.20. Схема постройки сборного бетонного покрытия тремя строитель­ ными управлениями (СУ) с использованием двух заводов по изготовлению железобетонных конструкций

ственной базы необходимо составить такой оптимальный план пере­ возок, при котором их стоимость будет минимальной.

Через Х\, х2, х3 обозначаем количество плит, которые следует до­ ставить из пункта А х (Ж БК № 1) СУ-1, СУ-2 и СУ-3, а через ух, у2, Уз, количество груза, доставляемого из пункта А2 (Ж БК № 2) соот­

завода Ж БК № 1, лй+ Х 2+ * з должно совпадать с его возможностями так же как у 1 + у з + у з = 122.

Общая стоимость всех перевозок (из условия задачи)

2СТр = 2jci \х% + 2 ,2лгз -Т \у\ + 1 у 2 + Зг^з.

Математическая формулировка транспортной задачи (по крите­ рию стоимости перевозок) такова. Дана система А0

302

пяти алгебраических уравнений первой степени (линейных урав­ нений) с шестью неизвестными и линейная форма Б 0

2 С хр = 2х\ + 1*2 + 2 , 2 * з + 1щ + 2 й + 3(/з.. . £ о

Из всех неотрицательных решений системы Л0 требуется выбрать такое, при котором линейная форма 2С тр достигает минимального значения.

Вручную решить пример легко с помощью метода потенциалов. Базисное распределение (исходное) выполняем способом наи­ меньшего элемента по строке, так как строк меньше, чем столбцов.

£■„ = 2 — (1 — 0 ,8) = 1,8; £ 22= 2 — (1,8 + 0) = 0 ,2.

Все характеристики больше нуля, следовательно, решение опти­ мальное.

Задача осложняется при большем числе заводов Ж БК, СУ и дру­ гих ограничениях.

О х р а н а т р у д а . Непременными условиями безопасной работы при меха­ низированном способе постройки бетонных покрытий являются правильная эксплуатация машин бетоноукладочного комплекта и подъемно-транспортных ма­ шин, регулярный уход, своевременный ремонт и безусловное выполнение правил безопасной работы. Все операции по обслуживанию машин, очистку рельс-форм следует выполнять только после остановки машин. Находиться под машинами и становиться на их рабочие органы во время работы двигателя, входить или схо­ дить с них во время движения запрещается. Нельзя включать машины со сня­ тыми ограждениями и настилами. Запрещается оставлять машины с работающи­ ми двигателями без надзора даже на короткое время. Необходимо систематиче­ ски проверять состояние электропроводки, изоляцию проводов и исправность

303

контактов, нельзя применять временную проводку, выполнять электромонтажные и другие работы при включенном генераторе. Вся электропроводка должна быть уложена в трубах, пусковая аппаратура защищена кожухом, а генератор и ви­ браторы надежно заземлены. Неисправности проводки, электродвигателей и электрооборудования может устранять только электромонтер, имеющий право на выполнение этих работ.

При устройстве бетонного покрытия необходимо соблюдать интервал между машинами комплекта не менее 7— 10 м. Лицам, не имеющим отношения к про­ изводству работ, запрещается находиться вблизи машин. При работе на профи­ лировщике основания машинист должен следить, чтобы рельс-формы не увело в сторону: отклонение рельс-форм в горизонтальной плоскости не должно превы­ шать 4—5 мм. Не допускается включение вибраторов, если вибробрус не лежит на песчаном основании. Осмотр рабочих органов машины бетоноукладочного комплекта снизу можно производить при условии, если они опущены на специ­ альные подкладки. Нельзя находиться у торца бетонораспределителя против про­ ема для бункера при его передвижении, касаться движущегося каната, направ­ лять его движение, а также помогать разгрузке цементобетонной смеси из рас­ пределительного бункера какими-либо приспособлениями во время его хода. Вибрационные рабочие органы машин вызывают значительную вибрацию всей машины и оказывают общую, действующую на весь организм человека вибрацию. Поэтому необходимо внимательно следить за тем, чтобы амплитуды колебаний не превышали предельных норм вибрации, определяемой на рабочем месте масте­ ром или производителем работ с помощью вибрографа.

Перед нарезкой швов необходимо убедиться, что под рабочим органом (со­ шником, виброножом) нет посторонних предметов. Включение рабочих органов должно производиться плавно в соответствии с рекомендациями инструкций по эксплуатации машин. Никакие регулировочные работы с рабочими органами на­ резчиков при работающем двигателе не допускаются. После окончания работы машинисты машин комплекта должны сделать запись в сменном журнале о тех­ ническом состоянии машин и мерах, принятых по устранению неисправностей. Производить работы в ночное время можно только при хорошем освещении ма­ шин и рабочего места.

Рабочие-такелажники, занятые на погрузке и разгрузке плит, укладке их, должны работать в брезентовых рукавицах. Грузовые тросы, цепи, крюки, подъ­ емные механизмы кранов должны систематически проверяться, а появившиеся де­ фекты немедленно устраняться. Запрещается людям находиться в непосредствен­ ной близости от плит при подъеме, опускании и перемещении их краном. Запре­ щается перемещать стрелу крана с плитой над кабиной автомобиля или тягача и направлять движение перемещаемой краном плиты непосредственно руками или с помощью ломов. Для этой цели должны пользоваться пожарными баграми дли­ ной 1,5— 1,8 м.

При натяжении арматурных стержней необходимо строго следить за надеж­ ностью закрепления стержней захватными муфтами. Категорически запрещается находиться против натяжных домкратов и устройств, а на противоположной сто­ роне покрытия — против концов натягиваемых стержней на расстоянии ближе 20 м. В этой зоне должно устанавливаться переносное ограждение. Перед каж­ дым пуском натяжных средств подается установленный звуковой сигнал и под­ нимается красный флаг на месте расположения натяжных средств. При бетони­ ровании струнобетонных покрытий запрещается становиться на натянутую арма­ туру. Для хождения через натянутую проволоку используются переносные мостки из досок.

три слоя различной толщины на прочном, ровном и хорошо дрениро­ ванном основании. Положительным эксплуатационным качеством асфальтобетонных покрытий является бесшумность, беспыльность, относительно длительный срок службы. К отрицательным свойствам нужно отнести систематическое старение органического вяжущего,

3 0 4

а следовательно, и самих покрытий, зависимость качества от клима­ тических условий, трещино- и волнообразование, скользкость.

За рубежом и в СССР изучается возможность постройки ас­ фальтобетонных покрытий из стеклоасфальта. Опыт показывает, что они хорошо рефлектируют в ночное и дневное время (Канада).

Основным источником получения стеклянного боя являются стек­ лянные слитки, образующиеся после сжигания мусора. Добавки стекла повышают шероховатость и долговечность покрытия.

Качество разметки проезжей части обеспечивает снижение до­ рожно-транспортных происшествий.

Под асфальтобетонные покрытия устраивают основания щебе­ ночные, щебеночно-гравийные, цементобетонные из тощих бетонов. Гравийные основания пригодны для дорог III категории в IV и V климатических зонах. Щебеночные (гравийные) основания должны быть толщиной не менее 8 см. Гравийное основание на толщину 6 см может быть устроено из черного гравия. На дорогах III кате­ гории в основании могут быть грунты, укрепленные цементом или органическим вяжущим. Верхнюю часть щебеночного основания можно устраивать по способу пропитки толщиной 6,5—8 см.

Покрытие можно устраивать при температуре воздуха не ниже + 10° С. Работы рекомендуется выполнять в две смены, при этом верхний слой для получения лучшей ровности укладывают только в светлое время суток. Перед устройством покрытия должны быть сделаны упоры из досок, брусьев, рельсов узкой колеи, которые укрепляют стальными костылями. Перед укладкой нижнего слоя и особенно однослойных покрытий основание смазывают разжижен­ ным битумом или эмульсией. В этом случае смесь можно уклады­ вать только через 16 ч.

К месту работ смесь доставляют автомобилями-самосвалами достаточной грузоподъемности, чтобы использовать полную выра­ ботку асфальтоукладчиков. Во избежание прилипания смеси и для быстрой разгрузки автомобилей дно и стенки кузова смазывают ке­ росином, отработавшим маслом. Смесь укладывают самоходными укладчиками полосами шириной 3—3,5 м, а широкобазовыми •— по­ лосами 7; 7,5; 10; 12 м. Применение широкобазовых (7—7,5 м и больше) укладчиков уменьшает количество стыков в покрытии и улучшает качество поверхности. Смесь можно укладывать одним или двумя укладчиками. При работе одной машиной длина полосы должна быть рассчитана так, чтобы не происходило остывание ас­ фальтобетона и обеспечивалось надлежащее качество продольного стыка. Наиболее эффективно одновременное использование двух машин. Расстояние между ними должно быть примерно 30 м. При использовании одной машины необходим задел нижнего слоя в раз­ мере сменной захватки для укладки верхнего слоя. Длина сменной захватки составляет (в м ):

L = n B;qBKB,

где /7Э— сменная выработка АБЗ, обеспечивающая работу ук­ ладчика; Кп — коэффициент потерь смеси при доставке и разгрузке

3 0 5

Рис. 9.21. Управление асфальтоукладчиком по лучу лазера:

1 — лазерный визир; 2 — асфальтоукладчик; 3 — покрытие

Ровность покрытия создает асфальтоукладчик с лазером. Рабо­ чее оборудование машины управляется импульсами, получаемыми от луча. Усиленные импульсы передаются на органы гидравличе­ ского управления, которые выдерживают продольный и поперечный профиль проезжей части. Отклонения покрытий не превышают 0,2—5 мм (рис. 9.21). Аппаратура работает от автомобильных акку­ муляторов при потребляемой мощности 35—60 Вт. Перестанавли­ вают лазер после выполнения работ на участке длиной до 3 км. При устройстве покрытий на кривых лазерное устройство используется с помощью дефлекторов, отклоняющих направляющий луч.

Для защиты асфальтобетонных покрытий от морозного пучения применяют основания из стиропорового бетона с объемной массой 600 кг/м3 и толщиной 20—25 см. Стиропор приготовляют из обрабо­ танных цементом гранул на бетонных заводах в смесителях прину­ дительного перемешивания. Смесь доставляют на место укладки автомобилями — самосвалами, а укладывают асфальтоукладчика­ ми. Уход за основанием состоит в его укрытии пленкой или в обрыз­ гивании эмульсией. В свежеуложенном бетоне прорезают ложные швы через 5 м. Асфальтобетон укладывают через три дня, а еще через три дня можно разрешить движение строительного транспор­ та. Горячая асфальтобетонная смесь растапливает стиропоровые гранулы на несколько миллиметров, благодаря чему обеспечивается хорошая связь уложенного слоя с основанием.

На'рис. 9.22 приведена схема потока по устройству асфальто­ бетонного покрытия.

1 Для участков, защищенных от ветра, в скобках — для открытых.

3 0 6

3 4

Рис. 9.22. Технология устройства асфальтобетонного покрытия:

/ — автомобиль-самосвал; 2 — асфальтоукладчик; 3 — самоходные легкие катки; 4 — тяжелые катки

На каждый асфальтоукладчик выделяют один легкий и два тя­ желых самоходных катка с гладкими вальцами и один самоходный на пневматических шинах: его используют при уплотнении верхнего слоя покрытия до прохода тяжелого катка. Для уплотнения приме­ няют также виброкатки. Эффективность использования этих катков оспаривается из-за невозможности получить шероховатую поверх­ ность. Хорошее уплотнение асфальтобетонных покрытий способст­ вует их долговечности и получению высоких эксплуатационных свойств. Исследованиями Союздорнии [9.5] установлено, что лучшего уплотнения достигают в том случае, когда давление вальцов или шин на контакте с поверхностью асфальтобетона будет близко к пределу прочности, не превосходя его. Исключение из этого правила допус­ кается для самоходных катков с гладкими вальцами, используемы­ ми для устранения неровностей покрытия.

Для уплотнения асфальтобетонных покрытий более эффективны самоходные катки на пневматических шинах. Самоходные катки с гладкими вальцами не обеспечивают не только достаточной степени уплотнения, но и других требований, предъявляемых к покрытию: равномерности уплотнения, водонепроницаемости. В ряде случаев наблюдается дробимость скелетного материала, что отрицательно влияет на свойства и надежность работы асфальтобетонного по­ крытия.

Как подтверждают эксперименты самоходными катками на пнев­ матических шинах достигается большая степень уплотнения (бо­ лее 1), чем катками с гладкими вальцами. Для получения такого коэффициента уплотнения требуется 7— 10 проходов катка по одноному следу. Самоходные катки на пневматических шинах следуют за укладчиком, а за ними легкие катки (5—6 т) с гладкими вальца­ ми. Шины должны быть обязательно гладкими, с плоским протек­ тором и регулируемым давлением от 0 до 8— 10 кгс/см2.

Уплотняя виброкатками, вначале выключают вибратор и укаты­ вают покрытие за два-три прохода по одному следу, а затем тривосемь проходов выполняют с включенным вибратором. После виб­ рокатков для окончательного уплотнения необходимо четыре-десять

307

проходов тяжелого моторного катка. В холодный период число про­ ходов виброкатка с включенным вибратором увеличивают на пятьдесять, а окончательное уплотнение выполняют моторным за 15—30 проходов по одному следу. Всеми катками уплотняют покры­ тие от краев к середине, перекрывая предыдущий след на 15—20 см. Скорость движения катков на первых подходах должна быть 2—2,5, затем 3—5 км/ч. Вальцы моторных катков смазывают водой. Переключать с заднего на передний ход и наоборот (реверсирова­ ние) необходимо быстро и плавно. Не разрешается останавливать катки на неуплотненном покрытии. После первых проходов легкого катка проверяют ровность покрытия и поперечный уклон. Просвет под трехметровой рейкой должен быть не более 3—5 мм. Движение автомобилей открывают после того, как асфальтобетон остынет. В течение 1 — 1,5 месяца особенно тщательно следят за чистотой по­ крытия. Устройство покрытия должно быть закончено за 3—4 не­ дели до наступления осенних дождей или холодов.

Применение катков для уплотнения асфальтобетонных и различ­ ных битумоминеральных смесей усложняет организацию работ, удо­ рожает постройку дорог. Катки металлоемки и на них расходуется тысячи тонн металла. В дорожном машиностроении в СССР и за рубежом намечается тенденция отказаться от катков совсем или све­ сти их количество до минимума. Правильным решением является создание асфальтоукладчиков с эффективным уплотняющим рабо­ чим органом вибрационного действия, который мог бы заменить катки, оставив на их долю последние проходы для обеспечения ров­ ности покрытия. В современных конструкциях укладчиков широко внедряется автоматизация обеспечения ровности покрытия, укладки смеси по толщине, температурным показателям и степени уплот­ нения.

Одной из причин повышенного износа покрытий из мелкозерни­ стого асфальтобетона является недоуплотнение вследствие быстрого остывания смеси и повышения ее вязкости. Чтобы исключить это явление, рекомендуется использовать для уплотнения катки с валь­ цами, подогреваемыми до 180—200°. Это снизит количество воздуш­ ных пор в 1,5 раза по объему.

В последнее время появилась тенденция строить одежду из одно­ родных материалов, поскольку разные конструкции требуют разных технологий и машин и увеличения толщины слоев покрытия. Имеет­ ся опыт укладки асфальтобетона и других битумоминеральных сме­ сей толщиной до 25'—50 см с уплотнением сразу на полную толщину тяжелыми катками. Выработка укладчиков и катков резко повыша­ ется, уменьшается общая толщина дорожной одежды, в результате снижается потребность в каменных материалах. Толстые слои из горячих смесей хорошо уплотняются благодаря более медленному остыванию после укладки, что позволяет укладывать при более низкой температуре воздуха. Если добавить, что укладку следует вести широкобазовыми укладчиками на полную ширину покрытия, то значительно улучшается покрытие, ;в первую очередь, за счет отсутствия продольного шва. В США считают, что технически и зко-

3 0 8

Рис. 9.23. Машина «Автогрейд»

номически целесообразно устраивать дорожные одежды полностью из битумоминеральных материалов в один слой непосредственно на земляном полотне. Такие конструкции без промежуточного слоя не­ связных материалов работают как сплошная асфальтобетонная плита.

Для больших объемов работ эффективна универсальная машина «Автогрейд» (США) (рис. 9.23), обладающая высокой выработкой. За один проход она профилирует земляное полотно, распределяет, уплотняет и профилирует подстилающий слой на ширину до 15 м. Снабженная подогреваемой плитой машина служит асфальтоуклад­ чиком. Ее можно переоборудовать в бетоноукладчик со скользящи­ ми формами. Машина управляется автоматически при помощи натя­ нутых по обеим сторонам дороги проволок, создающих уровень, на­ правление и продольный профиль будущего покрытия. Особенность машины — наличие увеличенной базы при длине опорной части каж­ дой гусеницы 3,2 м, что позволяет на основании, устроенном этой же машиной, укладывать бетон без контроля ровности. В этом слу­ чае на машине работают только датчики заданного направления, благодаря чему проволочная база устанавливается только с одной стороны укладчика и отпадает нивелировочный контроль высоты. При постройке монолитных бетонных покрытий устанавливают глу­ бинные вибраторы, имеются качающиеся вибробрусья. Все это обеспечивает качественную проработку бетона с осадкой конуса

2—3 см.

Цветные покрытия являются одним из средств регулирования движения, например на направляющих островках, поворотных по­ лосах и др. Цветные полимербетоны кладут слоем небольшой тол­ щины— 1,5 см. Полимербетонную смесь готовят на АБЗ с асфаль­ тосмесительными установками цикличного и принудительного дейст­ вия. В качестве красителя используют крон свинцовомолибденовый красный, красную окись железа, окись хрома (зеленую), двуокись титана (белую) минеральные составляющие — щебень, песок и ми­ неральный порошок светлых тонов. В качестве основного вяжущего применяют нефтеполимерные смолы. Они должны удовлетворять

309

'Ililllllllllllllllllllllllllllll

‘Я® 4 Z3 /! ,2

a 3

Ось дороги.

Рис. 9.24. Технологическая схема получения пластбетона

требованиям ГОСТ 11954—66 на улучшенные битумы марок

БНД-40/60, 60/90 и 90/130.

Т е х н о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с п о л у ч е н и я п л а с т б е ­ т о н а . (рис. 9.24). Нефтеполимерная смола в мешках поступает по железной дороге и хранится в закрытом складе 5. Экстракт и деасфальтизатор доставляется с нефтеперегонных заводов в обогревае­ мых железнодорожных цистернах 2 и сливается в отдельные обо­ греваемые емкости 3 и 4. Также доставляется и хранится петрола­ тум. Пластификаторы (экстракт, деасфальтизатор и петролатум) подогреваются в емкостях до 70—80° С и по трубопроводам посту­ пают в дозатор 11. Отдозированные материалы подаются в подго­ товительный котел 6. Если пластификаторы обводнены, их нагрева­ ют до 140— 150° С. Нефтеполимерную смолу, измельченную до

310