Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Эксплуатация строительных и дорожных машин. Лабораторный практикум.pdf
41
где
1
уд
Z
2
уд
Z
,
– удельные приведенные затраты, соответственно, по первому и
второму комплектам машин, руб/м
4.4.3. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие машины могут составлять комплекты машин для земляных
работ?
2. Как подбирается грузоподъемность автомобиля-самосвала для ра-
боты в комплекте с экскаватором?
3. По каким показателям сравнивают между собой комплекты машин
для земляных работ?
4. Как определить производительность экскаватора?
5. Как определяется производительность самосвалов?
6. Как определяется количество самосвалов, необходимых для работы
3
.
в комплекте с одноковшовым экскаватором?
7. Как рассчитывается производительность комплекта машин для зем-
ляных работ?
8. Как определить себестоимость и удельные приведенные затраты на
производство единицы продукции?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ
АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ САМОСВАЛАМИ
5.1. Цель работы
Целью работы является определение максимальной дальности транспор-
тирования асфальтобетонной смеси автосамосвалами.
5.2. Общие сведения к выполнению работы
Цель транспортирования асфальтобетонной смеси – своевременное обес-
печение объектов дорожного строительства смесью с требуемыми свойствами,
температурой и темпом доставки. В последнее время дорожно-строительные
организации стремятся использовать для перевозки асфальтобетонной смеси
самосвалы грузоподъемностью 20…30 т, что позволяет снизить скорость остывания смеси.
42
Степень охлаждения асфальтобетонной смеси зависит от ее температуры
Температура
В открытом кузове
В кузове с пологом
без обогрева
с обогревом
без обогрева
с обогревом
15
0,66
0,43
0,57
0,34
Толщина слоя
см
Рекомендуемая минимальная температура смеси,
доставленной к укладчику, °С, при температуре воздуха, °С
10 5 0
-5
-10
140
150
140
150
145
155
140
160
155
-
130
135
130
135
135
140
140
145
145
150
при загрузке, массы смеси в кузове самосвала, температуры окружающей среды, скорости ветрового потока, эффективности теплоизоляции смеси, времени
транспортирования.[1].
Для защиты асфальтобетонной смеси от воздействий погоды самосвалы
необходимо снабжать непромокаемыми пологами. Размеры полога должны
быть такими, чтобы его края закрывали борта самосвала, и крепление полога
позволяло надежно защитить смесь от ветра при движении автомобиля. При
выборе самосвалов для перевозки асфальтобетона на далекие расстояния и при
работе в холодное время года следует отдавать предпочтение автомобилям с
обогревом кузова выхлопными газами.
Интенсивность охлаждения асфальтобетонной смеси при различных способах транспортирования, приведена в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Интенсивность охлаждения асфальтобетонной смеси
при транспортировании, °С/мин
воздуха, °С
10
5
0
-5
0,70
0,73
0,75
0,79
0,45
0,47
0,48
0,50
0,60
0,63
0,65
0,67
Температурное состояние смеси должно обеспечивать возможность ее
уплотнения до требуемого значения после укладки на основание.
Значения рекомендуемой минимальной температуры асфальтобетонной
смеси, доставляемой к асфальтоукладчику приведены в табл. 5.2.
Рекомендуемая минимальная температура асфальтобетонной смеси,
доставляемой к асфальтоукладчику
0,35
0,36
0,37
0,38
Таблица 5.2
покрытия,
5
10
43
Примечание. Над чертой – значение показателей при скорости ветра до 6 м/с,
c
tLυ·=
уклсм
ТTT −
=∆
J
Тt∆
=
Температура
воздуха, °С
Скорость
самосвала, км/ч
1
+10
25
Открытый, без обогрева
2
+20
30
Открытый, с обогревом
3
+5
35
Закрытый, без обогрева
4 0 40
Закрытый, с обогревом
5
-5
45
Открытый, без обогрева
6
-10
50
Открытый, с обогревом
7
-3
40
Закрытый, без обогрева
8
+3
30
Закрытый, с обогревом
9
+7
20
Открытый, без обогрева
10
-7
25
Открытый, с обогревом
под чертой – свыше 6 м/с.
При определении максимальной дальности L транспортирования асфальтобетонной смеси к месту укладки необходимо учитывать ее температуру Т
см
на выходе из смесителя или бункера-накопителя АБЗ и интенсивность охлаждения смеси J в процессе транспортирования.
Максимальную дальность транспортирования смеси от АБЗ до асфальтоукладчика можно определить по формуле
, (5.1)
где t – время, допустимое на транспортирование смеси, ч;
υ – средняя скорость автосамосвала, км/ч.
Время t, допустимое на транспортирование смеси, зависит от снижения ее
температуры
при перевозке и интенсивности охлаждения смеси
J, °С/ мин.
, (5.2)
5.3. Порядок выполнения работы
В табл. 5.3 приведены исходные данные для расчета максимальной дальности транспортирования асфальтобетонной смеси самосвалами от АБЗ до места укладки смеси на объекте дорожного строительства.
Таблица 5.3
№ варианта
Варианты заданий для расчета
Тип кузова
44
5.3.1. В соответствии с заданием преподавателя необходимо определить
максимально возможную дальность транспортирования смеси и сформулировать выводы. Температуру смеси при выгрузке из смесителя принять 200°С.
5.3.2. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Каковы цели транспортирования асфальтобетонной смеси?
2. Какими способами можно доставить асфальтобетонную смесь от
АБЗ до места укладки?
3. От каких факторов зависит степень охлаждения асфальтобетонной
смеси при транспортировании?
4. Чем необходимо снабжать самосвалы для защиты асфальтобетон-
ной смеси от воздействий погоды?
5. Какие значения имеет интенсивность охлаждения асфальтобетон-
ной смеси при транспортировании?
6. Какова рекомендуемая минимальная температура асфальтобетон-
ной смеси, доставляемой к асфальтоукладчику?
7. Что необходимо учитывать при определении максимальной даль-
ности транспортирования асфальтобетонной смеси к месту укладки?
8. Как определяется время, допустимое на транспортирование смеси?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ДОРОЖНЫХ КАТКОВ
6.1. Цель работы
Целью работы является изучение вопросов эксплуатации дорожных катков, расчет эксплуатационной производительности катка и подбор группы катков для уплотнения асфальтобетонной смеси при строительстве автодороги с
заданными параметрами.
6.2. Общие сведения к выполнению работы
Уплотнение грунтов и дорожно-строительных материалов относится к чис-
лу наиболее важных элементов технологического процесса возведения земляного
полотна автомобильных и железных дорог, плотин и т.п. От качества выполнения
этого процесса зависит дальнейшая их служба. Процесс уплотнения материалов
сводится к приложению тем или иным способом к поверхности конструктивного
45
слоя дороги нагрузки, под воздействием которой происходит сближение минеральных частиц, их более компактное расположение и сокращение пор.
Грунты и дорожно-строительные материалы уплотняются укаткой, трамбованием, вибрацией и вибро-трамбованием. Во всех случаях воздействие на материал рабочих органов машины связано с приложением к нему циклической нагрузки. Уплотнение грунтов и дорожно-строительных материалов должно производиться только специальными предназначенными для этой цели машинами.
Уплотнение материалов укаткой при устройстве дорожных оснований и
покрытий осуществляется самоходными моторными катками с гладкими металлическими вальцами, вальцами в виде пневматических шин и комбинированными рабочими органами (пневмоколеса и гладкий вибровалец).
По числу осей и вальцов различают катки: одноосные одновальцовые с
поддерживающими вальцами или колесами или без них; двухосные двухвальцовые с одним или двумя ведущими вальцами; двухосные трехвальцовые;
двухосные трехвальцовые с дополнительным вальцом малого диаметра; трехосные трехвальцовые с одним или тремя ведущими вальцами.
По удельному линейному давлению катки разделяют на легкие с линейным
давлением менее 40 кН/м (масса до 5 т, мощность до 25 кВт), средние с линейным
давлением 35...60 кН/м (масса 6...10 т, мощность 25...30 кВт), тяжелые с линейным
давлением 60 кН/м и более (масса 10 т, мощность более 35 кВт).
По принципу действия различают катки статические, уплотняющие материал только под действием собственного веса, и вибрационные, уплотняющие
материал под действием собственного веса и периодическими колебаниями одного или нескольких рабочих органов (вальцов). Самоходные катки с гладкими
вальцами классифицируют также по виду силовой установки (с двигателями
внутреннего сгорания и комбинированной силовой установкой), по типу трансмиссии (механическая, гидромеханическая, гидрообъемная), по системе управления (ручное, гидравлическое).
Основными дорожными моторными катками с гладкими вальцами, получившими наибольшее распространение при уплотнении дорожных оснований и
покрытий, являются двухвальцовые (рис. 6.1) и трехвальцовые двухосные и
трехосные катки статического действия и вибрационные.
46
Рис. 6.1. Двухвальцовый комбинированный вибрационный каток ДУ-99:
1 – рама; 2 – кабина; 3 – скребки; 4 – пневмовалец; 5 – силовая установка;
6 – вибровалец; 7 – механизм обработки кромки асфальта
При укатке по поверхности уплотняемого слоя перекатывается валец, под
действием силы тяжести которого слой материала приобретает остаточную деформацию. Эта деформация по мере увеличения плотности будет уменьшаться
и к концу укатки будет приближаться к нулю. Для упруговязкопластических
материалов, к которым можно отнести большинство дорожно-строительных
материалов и смесей, важным фактором при их уплотнении является длительность приложения нагрузки. При кратковременном приложении нагрузки
большая часть деформации восстанавливается, тогда, как при увеличении длительности при той же нагрузке достигается более значительная остаточная деформация уплотняемого слоя материала.
В последнее время получили распространение пневмошинные катки. При
проходе по уплотняемой поверхности вследствие деформации колеса на площадке его контакта с уплотняемым материалом возникает напряженное состояние, продолжительность которого измеряется десятыми долями секунды. За такое время нагрузка успевает распространиться в глубину уплотняемого слоя и
вызвать в нем необходимые деформации.
Уплотнение асфальтобетонной смеси – операция, при которой уложенная
смесь деформируется сложным образом и приобретает определенную плотность. Причем асфальтобетонные смеси в отличие от грунта и щебня следует
уплотнять непосредственно после укладки. Это особенно важно при укладке
тонких слоев покрытия и работе при пониженных температурах окружающего
воздуха. Требуемое качество уплотнения может быть достигнуто только при
обязательном выполнении катками определенного количества проходов и при
соблюдении требуемого температурного режима на предварительном, промежуточном и заключительном этапах уплотнения смеси (табл. 6.1) [6].
47
Таблица 6.1
Рекомендуемая
уплотнения, °С
на-
чальная
критиче-
ская
предвари-
тельном
промежу-
точном
заключи-
тельном
от 140…145
до 120…125
от120…125
до 95…100
от 95…100
до 75…80
от 125…130
до 105…110
от 105…110
до 85…90
от 85…90
до 70…75
от 115…120
до 100…105
от 100…105
до 80…85
от 80…85
до 60…65
от 125…130
до 105…110
от 105…110
до 85…90
от 85…90
до 70…75
от 105…110
до 85…90
от85…90
до 70…75
от 70…75
до 60…65
Контактные давления
для типов смесей
А
В
Легкий
(предварительный)
Начало
0,75
0,50…0,55
0,40…0,45
Конец
0,85
1,20…1,25
1,17…1,30
Средний
(промежуточный)
Начало
0,85
1,20…1,25
1,17…1,30
Конец
0,92
1,65…1,80
1,50…1,70
Тяжелый
Начало
0,92
1,65…1,80
1,50…1,70
Конец
1,0
2,80…3,10
2,60…2,90
Рациональные температурные режимы уплотнения асфальтобетонной смеси
Тип
асфальтобе-
температура
Рациональный температурный режим
уплотнения слоя на различных этапах, °С
тонной
смеси
А 140…160 75…80
Б 120…140 70…75
В 110…130 60…65
Г 120…140 70…75
Д 100…120 60…65
Следует учитывать, что на смеси с высокой температурой каток может
образовывать волны и трещины, а укатка остывшей смеси может быть бесполезной. На эффективность уплотнения асфальтобетона оказывает влияние толщина укладываемого слоя и максимальный размер зерен заполнителя, а также
тип уплотняющего оборудования.
Применение катков определенных типоразмеров на разных этапах уплотнения асфальтобетона зависит от требуемых значений контактных давлений.
[6] табл. 6.2.
Таблица 6.2
Рациональные значения контактных давлений катков
Тип катка
(этап уплотнения)
(заключительный)
Скорость движения катков и количество проходов по одному следу также оказывают влияние на процесс уплотнения смеси. Катки статического дей-
Границы
этапов
уплотнения
Коэффициент
катков, МПа,
уплотнения
смеси
48
ствия должны двигаться со скоростью 1,5…5 км/ч. Первые проходы выполняются со скоростью 1,5…2 км/ч, промежуточное уплотнение – 3…5 км/ч, заключительное – 2…3 км/ч.
Катки на пневматических шинах и комбинированные катки используются
главным образом на предварительном и заключительном этапе уплотнения покрытия. Контактные напряжения в области контакта шины с покрытием зависят
от жесткости шины, вертикальной нагрузки на колесо, давления воздуха в шине, изменяя который можно менять напряжения в контакте.
Катки вибрационного действия (виброкатки) могут работать в режиме
статического воздействия на покрытие, когда вибраторы отключены, в режиме
комплексного воздействия, когда включен один из вибраторов, а второй валец
оказывает статическое усилие, и в режиме вибрационного воздействия, когда
все вибраторы включены.
Виброкатки оказывают на асфальтобетонную смесь статическое и динамическое воздействие. Величина статической нагрузки зависит от вертикальной
нагрузки, приходящейся на валец, а динамической – от возмущающей силы дебалансных валов.
При использовании асфальтоукладчиков с трамбующим брусом и пассивной выглаживающей плитой (типа ДС-126А, ДС-143) следует уплотнять:
- смеси для плотного асфальтобетона типов А и Б, а также для пористого
и высокопористого асфальтобетонов с содержанием щебня более 40 % сначала
катком на пневматических шинах массой 16 т (6…10 проходов), или гладковальцовым катком массой 10…13 т (8…10 проходов), или вибрационным катком массой 6…8 т (5…7 проходов) и окончательно – гладковальцовым катком
массой 11…18 т (6…8 проходов);
- смеси для плотного асфальтобетона типов В, Г и Д, а также для порис-
того и высокопористого асфальтобетонов с содержанием щебня менее 40 % и
высокопористого песчаного сначала гладковальцовым катком массой 6…8 т
или вибрационным катком массой 6…8 т с выключенным вибратором (2…3
прохода), затем катком на пневматических шинах массой 16 т (6…10 проходов)
или гладковальцовым катком массой 10…13 т (8…10 проходов), или вибрационным катком массой 6…8 т с включенным вибратором (3…4 прохода) и окончательно – гладковальцовым катком массой 11…18 т (4…8 проходов).
Скорость катков в начале укатки должна быть не более 1,5…2 км/ч; после
5…6 проходов скорость может быть увеличена до 3…5 км/ч – для гладковальцовых катков, 3 км/ч – для вибрационных катков и 5…8 км/ч – для катков на
пневматических шинах.
При использовании асфальтоукладчиков с трамбующим брусом и виброплитой (типа АСФК-3-02) следует уплотнять:
- смеси для плотного асфальтобетона типов А и Б, а также для пористого
и высокопористого асфальтобетона с содержанием щебня свыше 40 % сначала
гладковальцовым катком массой 10…13 т, катком на пневматических шинах
массой 16 т или вибрационным катком массой 6…8 т (4…6 проходов), а затем –
гладковальцовым катком массой 11…18 т (4…6 проходов);
49
- смеси для плотного асфальтобетона типов В, Г и Д, а также для высокопо-
( )
n
·аВ·3600
П
ср
υ
−
=
ср
υ
ристого песчаного, пористого и высокопористого с содержанием щебня менее 40
% сначала гладковальцовым катком массой 6…8 т или вибрационным катком
6…8 т с выключенным вибратором (2…3 прохода), а затем – гладковальцовым
катком массой 10…13 т (6…8 проходов), катком на пневматических шинах массой 16 т или вибрационным катком 6…8 т с включенным вибратором (4…6 проходов) и окончательно – гладковальцовым катком массой 11…18 т (4 прохода).
Скорость катков в начале укатки не должна превышать, км/ч: гладковальцовых – 6, вибрационных – 3, на пневматических шинах – 10.
При укладке асфальтобетонных смесей толщиной 10…18 см уплотнение
следует выполнять сначала самоходным катком на пневмати-ческих шинах (6 –
8 проходов), затем гладковальцовым массой 11…10 т (4…6 проходов).
Рабочая скорость движении катков при уплотнении слоев повышенной
толщины при первых 2…3 проходах не должна превышать 2…3 км/ч, при последующих 12…15 км/ч. Давление воздуха в шинах катка в начале укатки
должно быть не более 0,3 МПа, в конце – 0,8 МПа.
Уплотнение асфальтобетонных смесей, содержащих полимеры, следует
начинать только гладковальцовыми катками массой 6…8 или 10…13 т.
При укладке смеси сопряженными полосами следует применять два (и
более) укладчика или производить разогрев кромок ранее уложенной полосы с
помощью инфракрасных излучателей, а при их отсутствии производить разогрев кромки ранее уложенной полосы путем укладки на нее горячей смеси шириной 10…20 см. После разогрева кромки смесь следует сдвинуть на устраиваемую полосу до ее уплотнения.
При укладке асфальтобетонных смесей сопряженными полосами в процессе уплотнения первой полосы вальцы катка не должны приближаться более
чем на 10 см к кромке сопряжения. [8]
Производительность катков по уплотняемой поверхности, м
2
/ч
,
где В – ширина укатываемой полосы, м;
а – размер перекрытия предыдущего прохода (а = 0,2…0,25 м), м;
– средняя скорость движения катка, м/с;
n – необходимое число проходов катка по одному месту (при уплотнении
асфальтобетона n = 25…30, при уплотнении щебеночных оснований n = 40…60).
6.3. Порядок выполнения работы
6.3.1. В соответствии с заданием преподавателя по данным, приведенным
в табл. П.2.1-П.2.4 выбрать значения основных технических характеристик катка: массу m, общее число осей n, число ведущих осей n
ную υ
радиусы вальцов (колес) r
скорости движения, ширину вальца bв, ширину укатываемой полосы В,
тр
.
c
, рабочую υp транспорт-
в
50
6.3.2. Определить производительность катка.
6.3.3. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначены дорожные катки?
2. Как классифицируются дорожные катки?
3. Опишите принцип работы дорожных катков.
4. Какие катки используются при уплотнении дорожных оснований и
покрытий?
5. Как можно определить окончание укатки материала?
6. Какие факторы влияют на процесс уплотнения дорожных основа-
ний и покрытий?
7. В чем заключается преимущество пневмошинных катков при уп-
лотнении дорожных оснований и покрытий?
8. Что входит в тяговый расчет катка?
9. Как определяется расчетный максимальный крутящий момент на
каждом из ведущих колес?
10. Как определяется необходимая мощность двигателя для рабочего и
транспортного режимов?
11. Как определяется момент сил трения, препятствующий повороту
вальца?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ АСФАЛЬТОУКЛАДЧИКА
7.1. Цель работы
Целью работы является изучение особенностей конструкции, использо-
вания по назначению и проведения технического обслуживания рабочего
оборудования самоходного асфальтоукладчика.
7.2. Общие сведения к выполнению работы
Асфальтоукладчики – широко распространенные дорожные машины,
предназначенные для приема, распределения и предварительного уплотнения
уложенного слоя асфальтобетонной смеси. Асфальтоукладчики применяют при
строительстве и ремонте автомобильных дорог и аэродромов, городских улиц ,
площадей и тротуаров.
Самоходные асфальтоукладчики являются машинами непрерывного дей-
ствия. Они обеспечивают безостановочную укладку асфальтобетонной смеси и
достижение требуемого качества покрытия.
Асфальтоукладчики классифицируются по главному параметру – произ-
водительности – количеству укладываемой асфальтобетонной смеси в час, на