Техника и оборудование для проведения дорожно
advertisement
Дорожно-строительная техника Автогрейдер – широко применяемая на строительстве дорог машина. Она нужна для разработки земляного полотна дороги, вырезания кюветов, профилирования поверхности и боковых откосов насыпи и выемок, а также для придания этим элементам дорожного полотна необходимых поперечных и продольных уклонов. Мощные автогрейдеры могут быть использованы и для возведения земляного полотна в нулевых отметках. От бульдозера автогрейдер отличается не только колесным ходом, но и возможностью изменения углов установки отвала и его выносом в сторону. Помимо бульдозерного отвала, на автогрейдер обычно устанавливается кирковщик, применяемый для вскрытия плотных грунтов, изношенного полотна дороги, скалывания льда и т.д. На дорожностроительных работах применяются также прицепные грейдеры – в таком случае машина состоит из рамы на пневматических колесах, ножа и гидравлического оборудования и движется при помощи трактора. Гудронатор (автораспределитель битума) равномерно разливает на дорожном полотне или холодную битумную эмульсию, или горячий битум. Современные разливные устройства гудронаторов позволяют автоматически поддерживать заданный объем вяжущего вещества на квадратный метр поверхности дороги вне зависимости от скорости движения автогудронатора. Точность дозирования – самое важное в работе гудронатора. Подогрева вяжущего материала производится горелкой, обычно на дизельном топливе, с автоматическим регулированием заданной температуры и контролем процесса горения (перекрытие топливопровода при исчезновении пламени). Очистка системы распределения (распределительной штанги, системы трубопроводов и битумного насоса) осуществляется также топливом с продувкой сжатым воздухом и позволяет выдавить остатки битума назад в цистерну. Увеличению темпов и производительности укладки смеси (с одновременным улучшением качества покрытия) способствуют бесконтактные перегрузчики смеси из автосамосвала в бункер асфальтоукладчика. Перегрузчик позволяет исключить температурную и гранулометрическую сегрегацию доставляемой смеси. В его конструкцию входит приемный ковш, куда выгружает смесь автосамосвал и где установлен перемешивающий шнек, накопительный бункер и ленточный транспортер – по нему асфальтовая смесь равномерно перегружается в бункер укладчика. Асфальтоукладчики предназначены для укладки асфальтобетонной смеси на дорожное полотно. По конструкции ходовой части делятся на колесные и гусеничные. Автоматизация рабочих процессов (сохранение направления и скорости движения, подача асфальтобетонной смеси) в современных машинах очень высока. Ровность укладки обеспечивается автоматической системы нивелирования фирмы. Обогрев плиты обычно осуществляется с помощью природного газа, находящегося в сжиженном виде, хотя электрический способ следует считать более безопасным и экологически чистым. В конструкцию асфальтоукладчика входят также трамбующий брус, выглаживающая плита и др. Пульт управления, как правило, может перемещаться поперек всей машины, а кресло оператора - за габариты асфальтоукладчика, что обеспечивает необходимый обзор. Обычные рабочие функции: поджим-разгрузка рабочей плиты, регулирование шнеков по высоте, остановка систем и агрегатов и возобновление рабочего процесса в том же режиме. Колесные машины отличаются от гусеничных более высокой маневренностью и транспортабельностью. Каток - представитель так называемой крупной уплотнительной техники (хотя они бывают и “малыми”), предназначен для уплотнения покрытий из любых типов асфальтобетонных и битумоминеральных смесей, оснований из грунтов, гравийнопесчаных смесей, укрепленных вяжущими материалами, и жестких цементобетонных смесей. По типу рабочего органа катки делятся на вальцовые, пневмоколесные и комбинированные. В последние годы производители оснащают свои вальцовые катки практически только вибровальцами, то есть содержащими внутри вибратор. Его применение позволяет увеличить степень уплотнения дорожного полотна без увеличения массы машины. Бывают также прицепные (полуприцепные) катки – они, как правило, используются в паре с трактором. Такие катки состоят из рамы, на которой расположен валец, а рама обычно соединяется с трактором посредством дышла со сцепкой шарового типа. К малой уплотнительной технике относятся разнообразные виброплиты (виброуплотнители). Они предназначены для уплотнения грунта, щебня, асфальта и других материалов в общестроительных работах и при ямочном ремонте дорожных покрытий. Виброплиты особенно удобно использовать в узких местах - около зданий, в траншеях, на тротуарах и т.д. Основные рабочие характеристики виброплит: масса (чем больше, тем лучше), и вынуждающая сила. В стесненных городских условиях виброплиты постепенно вытесняют легкие (до 4 т) катки, хотя при толщине слоя свыше 0,5 м качество укладки хуже, чем при использовании катка. Заливщик швов - оборудование для санации швов, трещин и мелкого ремонта асфальтобетонных покрытий, нередко с возможностью подключения пневматического инструмента. Типичный заливщик швов представляет собой тракторный одноосный прицеп с установленной на нем термоизолированной емкостью, которая заполняется расплавленным битумом. Его температура постоянно поддерживается в пределах 130-140 град. Битум на трещину подается специальным насосом по рукавам высокого давления. Перед заливкой трещины необходима ее продувка сжатым воздухом, для чего на прицеп устанавливается компрессор. Продувка рукавов и рабочих органов после рабочей смены производится также сжатым воздухом при помощи продувочного шланга. Для ремонта дорог также важна машина для ямочного ремонта с применением битумных эмульсий и щебня различных фракций. ”Первичная” подача щебня происходит из самосвала. В яму на дороге щебень может подаваться как из питателя машины, так и с помощью трубопровода, а битумная эмульсия поступает из бака под давлением сжатого воздуха от компрессора двигателя. Распыляющее устройство обычно подвешивает на портале. Технологическое оборудование машины (бункер для щебня, бак для битумной эмульсии с подогревом, бак для воды, силовая установка с компрессором и воздухоотдувкой, выдувной износостойкий рукав, раскладывающаяся стрела), как правило, монтируется на полуприцепе, транспортируемом тракторами. Смешивание компонентов происходит в рабочем органе установки. Рано или поздно наступает момент, когда латать дорогу бесполезно. Это значит, пришло время дорожной фрезы, которая как раз и предназначена для механизации снятия твердого покрытия при ремонте и реконструкции дорог. Главное у фрезы – режущий инструмент. При помощи гидросистемы он опускается на заданную глубину и производит отделение изношенного полотна. Как правило, для подавления пыли фрезы оснащаются системой орошения. Разновидностью дорожной фрезы является асфальто-поддирочный модуль, выполняющий те же функции, но в меньшем масштабе – например, при проведении ямочного ремонта. Рециклер асфальтобетона – обычная для Европы машина, пока еще относительно редкая на просторах СНГ. Фактически это передвижной асфальтовый завод, срезающий старое дорожное полотно и тут же укладывающий новое, полученное после переработки срезанного материала. При строительстве и содержании дорог применяются также установки для герметизации швов, машины для разделки трещин, обрезчики кромок, маркировочные машин и многие другие механизмы. Индексация дорожно-строительных машин Индексация дорожно-строительных машин – условное буквенно-цифровое обозначение (индекс), отражающий модель машины и ее главный параметр. Индекс – конкретное обозначение модели машины данного подвида. Индекс состоит из буквенной и цифровой частей. Буквенная часть индекса, располагающаяся перед цифрами, указывает на группу, к которой относится данная машина. Цифровая часть для всех машин, кроме экскаваторов и кранов, является порядковым номером регистрации выпускаемых машин. Буквенная часть Наименование машин, оборудования и инструментов индекса ЭО Экскаваторы одноковшовые универсальные ЭТР Экскаваторы траншейные роторные ЭТЦ Экскаваторы траншейные цепные ДЗ Землеройно-транспортные машины (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер-элеваторы) ДУ Грунтоуплотняющие машины (катки самоходные и прицепные, плиты уплотняющие вибрационные, машины трамбующие) БМ, БКМ Бурильные и бурильно - крановые машины ДП Машины для подготовительных работ (корчеватели, кусторезы, рыхлители) КС Стреловые самоходные краны КБ Башенные строительные краны ТО Погрузчики одноковшовые ТК Конвейеры ТЛ Лебедки ТП Подъемники мачтовые строительные ТМ Погрузчики многоковшовые СП Машины и оборудование для свайных работ (свайные молоты, вибропогружатели, копры и самоходные копровые установки) СБ Машины и оборудование для бетонных и железобетонных работ (бетоно- и растворосмесители, установки для приготовления бетонной смеси и строительного раствора, автобетононасосы, автобетоносмесители, авторастворовозы и автобетоновозы) ИВ Вибраторы (поверхностные, наружные, глубинные) СО Машины и оборудование для отделочных работ: штукатурных, малярных, стекольных, устройства и отделки полов, кровельных работ ДС Машины и оборудование для строительства и реконструкции дорожных и аэродромных покрытий (автогудронаторы, автобитумораздатчики, автобитумовозы, асфальтоукладчики) КО, ДЭ Машины для содержания и ремонта автомобильных дорог СМД Оборудование дробильно – сортировочное ИЭ Ручные машины электрические (шлифовальная, гайковерт, молоток, трамбовка) ИП Ручные машины пневматические (шлифовальная, гайковерт, молоток) ИГ Ручные машины с гидро- и пневмогидравлическим приводом ИМ Ручные машины с мотоприводом (с ДВС) Виброплита Виброплиты, вибротрамбовки незаменимы при строительстве дорог и ремонтных работах на них. Вибротрамбовка широко используется в местах, где применение тяжелой техники является невозможным или сопряжено с массой неудобств. Вибротрамбовки позволят легко провести работу в труднодоступных местах с ограниченным пространством, а также легко уплотнить грунт обратной засыпки по окружности фундаментов и в местах, которые расположены близко к стенам постройки. Применение вибротрамбовки оптимально на малых площадях с ограниченным доступом средних и крупных машин, для работы в траншеях и сточных коллекторах, при прокладке инженерных сетей и коммуникаций. При наличии у виброплиты дополнительной полеуретановой подошвы, можно производить укладку дорожной плитки. Виброплиты применяются для уплотнения грунта, песка, щебня, гарцовки, асфальта при асфальтировании небольших площадок, ямочном ремонте асфальта, при строительстве ж/д путей, также виброплита используется при прокладке коммуникаций. Виброплиты надежны, компактны, мобильны, работают быстро и качественно, экономичны и просты в эксплуатации. Бывают как компактные одноходовые виброплиты весом от 60 до 120 кг, так и более мощные и тяжелые реверсивные виброплиты, способные передвигаться вперед и назад. При незначительных объемах работ по уплотнению грунта или асфальта экономически выгодно применять именно вибрационные плиты. Принцип работы Вибрация производится за счет вращающихся эксцентриков в вибрационном механизме, который подсоединен к плите. Эксцентрики расположены на двух осях, вращающихся в противофазе. Изменяя сдвиг фаз эксцентриков, которые вращаются в противофазе, изменяется усилие, производимое возбудителем колебаний и тем самым – направление колебаний. Таким образом, мы достигаем того, что виброплита может совершать поступательное движение, работать на месте или совершать реверсивное движение. Такая регулировка осуществляется непрерывно с помощью переключателя посредством гидравлического привода, расположенного на конце рукоятки управления. Вибрационный механизм приводится в движение двигателем виброплиты, который закрепляется посредством штифтов на базе. Вращающий момент двигателя передается на вибрационный механизм посредством центробежной муфты, расположенной на выходе двигателя и клиновидного ремня передачи, закрепленного на двух осях. При низких оборотах центробежная муфта не действует, таким образом, двигатель может быть запущен без нагрузки и начинать работу на «малом» ходу. С помощью рычага акселератора можно регулировать скорость вращение двигателя, надо учитывать, что необходимо использовать двигатель на максимальном режиме работы, чтобы сцепление не буксовало. Нижняя часть основания плиты соединена с базой двигателя четырьмя амортизаторами, которые гасят вибрации, передаваемые на верхнюю часть установки, таким образом, как двигатель, так и оператор защищены от передаваемых вибраций. Нарезчик швов (швонарезчик) Нарезчик швов (швонарезчик) предназначен для прорезки швов в асфальтовых, бетонных и других неметаллических покрытиях при ремонте и строительстве дорог, при вскрытии коммуникационных каналов, при создании температурных швов, при разделке трещин, а также для других видов работ. Для вырезки периметра карт ремонта, обрезки кромок покрытия, вырезки периметра участков вскрытия покрытия при ремонте и прокладке инженерных коммуникаций рекомендуется применять нарезчики швов. Такая малая дорожно-строительная техника как нарезчик швов с бензиновым двигателем обеспечивает возможность нарезки конструкционных и технологических швов требуемых размеров в покрытиях из асфальта, асфальтобетона, бетона, гидроизоляционных и других материалов. Применение нарезчика швов обеспечивает существенное повышение производительности подготовки карты, исключения образования и развития трещин в прикромочном слое (по сравнению с вырубкой), получение плоскости кромки по периметру карты (повышает адгезию ремонтного материала и основного покрытия), снижение уровня шума при проведении работ (по сравнению с вырубкой). Отличительной особенностью нарезчика швов является - простота в использовании, значительный ресурс, минимальная потребность в техническом обслуживании. Боковое расположение диска дает возможность работать в труднодоступных местах, вдоль стен и т.п. В комплектацию нарезчиков швов входит система орошения режущего диска и водяной бак. Швонарезчик (нарезчик швов) легко транспортируется. Кроме того нарезчик швов (швонарезчик) имеет механизм установки нужной глубины резания, а также ручную подачу при работе. Нарезчик швов (швонарезчик) комплектуется алмазными кругами (алмазный диск) диаметром от 350мм. Выполняем работы по нарезке швов в асфальтобетоне. Асфальтоукладчик Асфальтоукладчик (устар. — дорожный мостильщик) — прицепная или самоходная дорожно-строительная машина, предназначенная для укладки битумных смесей, щебня, балластных и свободных минеральных смесей с заданной толщиной, шириной, степенью выравнивания, предварительным уплотнением и другими параметрами. Применяется при строительстве автомобильных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов, сооружений открытой планировки, тротуаров, пешеходных и велосипедных дорожек, асфальтировании промышленных и сельскохозяйственных территорий. Одним из первых дорожно-строительных механизмов позволивших в значительной степени повысить качество и ускорить процесс устройства дорожного покрытия стал прицепной асфальтоукладчик, называемый также «дорожным мостильщиком». Прицепной асфальтоукладчик соединялся с грузовой машиной и двигался вместе с ней, равномерно распределяя асфальтобетонную смесь по дороге. Сегодня, по причине стремительного развития дорожно-строительных технологий, в том числе и машиностроения, использование прицепных асфальтоукладчиков практически полностью вытеснено более эффективными самоходными асфальтоукладчиками. Принцип работы асфальтоукладчика Асфальтоукладчик, как правило, функционирует совместно с автосамосвалом, содержащим асфальтобетонную или другую смесь. На первом этапе работы асфальтоукладчика, происходит загрузка приемного бункера асфальтобетонной смесью, либо другим материалом. Далее с помощью механизмов, называемых «питатели», смесь поступает в шнековую камеру, где равномерно распределяется по всей ширине укладки. После этого, осуществляется предварительное уплотнение смеси на дорожном полотне, при помощи специального блока плит и валиков. Современенные асфальтоукладчики имеют электронную систему управления, что позволяет автоматизировать процесс подачи, распределения, и укладки материала. Кроме того, на асфальтоукладчик может устанавливаться датчик контроля подачи материала на распределительный шнек, датчик уклона, контролирующий угол наклона плиты к горизонту, один или два датчика высоты, контролирующих толщину укладываемого слоя. Благодаря разделению выглаживающей плиты на две части и наличию гидросистемы обеспечивающей подъем и опускание рабочих органов асфальтоукладчика, создается плоская, односкатная или двухскатная поперечная поверхность. Ввиду сезонного характера дорожно-строительных работ, рабочее место оператора асфальтоукладчика как правило открыто или оснащается солнцезащитным тентом. Некоторые производители асфальтоукладчиков по предварительному заказу или в расширенной комплектации предусматривают возможность оснащения рабочего места оператора жесткой кабиной. Основные характеристики асфальтоукладчика: тип ходовой части (колесные, гусеничные, комбинированные, рельсовые); ширина укладки (в метрах); толщина укладываемого слоя (в миллиметрах); производительность (тонн в час); способ приема смеси (бункерный, безбункерный); вместимость приемного бункера (м.куб); рабочая скорость укладки (метры в минуту); транспортная скорость (км/ч); мощность двигателя (кВт); тип подогрева выглаживающей плиты (газовый, электрический); масса машины; габаритные размеры. Типы ходовой части асфальтоукладчика: Гусеничные. До недавнего времени, асфальтоукладчики на гусеничном ходу относились к категории машин с большой производительностью, большой шириной укладки и тяжелым рабочим оборудованием. Современный модельный ряд гусеничных асфальтоукладчиков от разных производителей характеризуется наличием не только сверхмощных высокопроизводительных машин, но и компактных асфальтоукладчиков с минимальной шириной укладки от 0.6 метров для устройства покрытия тротуаров, пешеходных и велосипедных дорожек. Гусеничные асфальтоукладчики разделяются на двухопорные и четырехопорные. Основная масса гусеничных асфальтоукладчиков является двухопорными. Четырехопорные характерны для асфальтоукладчиков с большой шириной укладки, где требуется максимально точное соблюдение уровня поверхности. Во избежание повреждения поверхности во время работы асфальтоукладчика, придания ему более мягкого хода, повышения сцепления с поверхностью и увеличения транспортной скорости траки гусеничных асфальтоукладчиков изготавливают из резины или снабжают резиновыми накладками. Так как резиновые гусеницы со временем подвергаются растяжению, асфальтоукладчик оснащают гидроцилиндрами автоматического натяжения гусениц. Колесные. Колесный тип ходовой части асфальтоукладчика характерен для машин малой и средней производительности, работающих в городских условиях, где требуются частые перемещения с объекта на объект. Транспортная скорость колесного асфальтоукладчика достигает более 20 км/ч (в отличие от тихоходных гусеничных машин). Асфальтоукладчики на колесном ходу бывают двух-, трех- и четырехосными с одной или двумя ведущими осями. Комбинированные. Данный тип асфальтоукладчиков имеет гусеницы в качестве рабочего и пневмоколеса в качестве транспортного хода. Такое сочетание позволяет достичь высокого качества непосредственного выполнения работ в сочетании с высокой скоростью транспортировки между объектами. Рельсовые. Рельсовые асфальтоукладчики применяются довольно редко, как правило при строительстве крупномасштабных объектов. Объясняется это наличием дополнительных расходов на прокладку путей для движения асфальтоукладчика и сложностью транспортировки такой техники непосредственно на объект. Тип ходовой части асфальтоукладчика является одной из главных характеристик определяющих выбор асфальтоукладчика для выполнения тех или иных работ. Гусеничные асфальтоукладчики способны обеспечить более качественное выполнение работ в сравнении с колесными, т. к. позволяют достичь идеальной ровности покрытия. Гусеничные асфальтоукладчики более стабильны и устойчивы в работе за счет своего веса и высокого тягового усилия по сравнению с колесными. Минусами гусеничных асфальтоукладчиков является низкая маневренность и тяжелый вес. Практически все асфальтоукладчики с шириной укладки более 7 метров являются гусеничными. Таким образом можно говорить о том, что асфальтоукладчики на гусеничном ходу, являются более эффективными по сравнению с колесными. Типы подогрева выглаживающей плиты асфальтоукладчика: Газовый. Газовый подогрев (в качестве газа используется пропан) дает возможность быстро нагревать плиту не влияя при этом на расход топлива асфальтоукладчика. Зажигание газа в системе обогрева плиты и контроль ее температуры, как правило автоматизированы. С другой стороны возникает необходимость периодически менять газовые баллоны. Следует также заметить, что газ относиться к взрывоопасным веществам поэтому требуется постоянный контроль и соблюдение дополнительных мер безопасности. Электрический. Электрический подогрев более удобное решение, т. к. не требует постоянного контроля со стороны оператора. С другой стороны, электрический нагрев плиты увеличивает расход топлива, к тому же, элементы для подогрева также требуют периодической замены. Специальные типы асфальтоукладчиков Малогабаритные (тротуарные) асфальтоукладчики. Довольно часто возникает необходимость укладки асфальта для пешеходных дорожек, тротуаров, небольших участков возле строений, спортивных площадок, т. е. тех мест где возможность маневра крупной дорожной техники ограничена. В таких случаях укладка и выравнивание асфальта может производится вручную, а уплотнение с помощью виброплит или ручных катков. Но при таких условиях невозможно обеспечить ровность поверхности и равномерность распределения укладываемого материала. Для решения таких проблем специально разработаны малогабаритные асфальтоукладчики с шириной укладки от 0.6 м. Данный тип асфальтоукладчиков может быть как на гусеничном так и на колесном ходу. Асфальтоукладчики для укладки двух слоев (компакт). Некоторые модели асфальтоукладчиков имеют возможность производить укладку двух слоев асфальта одновременно (базового слоя и слоя износа). Преимущество такого подхода, в сокращении времени на выполнение всех работ, снижении стоимость работ, увеличении качества дорожного полотна и его долговечности. Данный тип асфальтоукладчика в основе своей имеет двухбункерную конструкцию для крупнозернистой и мелкозернистой или песчаной асфальтобетонной смеси, а также две выглаживающие плиты для равномерного распределения смеси. Некоторые модели оснащаются системой распыления горячего битума. Отечественные и зарубежные производители асфальтоукладчиков Европа, США: Vogele (концерн Wirtgen Group), ABG (концерн Volvo), Dynapac (концерн Atlas Copco Group), Bitelli, Bomag, Marini, Demag, Volvo, Caterpillar, Roadtec, Cedarapids (корпорация Terex). Россия: ОАО «Брянский арсенал», «Дороги России», «Радицкий машиностроительный завод». Украина: ОАО «Дормашина», «Будшляхмаш». В последнее время количество предложений на рынке дорожно-строительной техники существенно выросло за счет появления продукции китайского производства. Несмотря на заявляемое качество и надежность продукции, изготовленной якобы по чертежам таких известных производителей как Vogele, Dynapac и др., данная продукция на сегодняшний день может составлять конкуренцию более именитым производителям только в цене, но не в качестве производимых работ и надежности самой техники. Безусловным лидером по качеству и надежности асфальтоукладчиков являются представители германских и шведских компаний Vogele и Dynapac. Асфальтоукладочная техника американского производства также достаточно качественна, единственным ее минусом является высокая цена. Гусеничный асфальтоукладчик: Колёсный асфальтоукладчик: Укладка гусеничным асфальтоукладчиком: Укладка асфальтобетона колёсным асфальтоукладчиком: Асфальтоукладчик для укладки двух слоёв асфальтобетона: Рельсовый асфальтоукладчик: Тротуарный асфальтоукладчик: Дорожный асфальтоукладчик: Бульдозер Бульдозер — многоцелевая самоходная техника на базе гусеничного или колёсного трактора c управляемым металлическим отвалом (навесной рабочий орган с криволинейным сечением). Предназначен для послойной разработки и перемещения на незначительные расстояния (до 300 м) различных типов грунта, каменных пород, строительных материалов, бытового и строительного мусора. В зависимости от модификации и наличия дополнительного оборудования (рыхлители, открылки, уширители и др.), различные типы бульдозеров используются в промышленной, дорожностроительной (асфальтирование, ремонт, строительство дорог), сельскохозяйственной, горнодобывающей, гидротехнической отрасли, а также в коммунальном хозяйстве. В дорожно-строительной отрасли, бульдозеры как правило используются для проведения земляных работ в процессе подготовки дорожного основания к последующему асфальтированию. Классификация бульдозеров По назначению: общего назначения — выполнение основных видов землеройно-транспортных работ; специального назначения — болотоходы, путепроходчики, подземные бульдозеры, подводные бульдозеры, корчеватели, кусторезы, рекультиваторы, трубоукладчики. По типу ходовой части: колёсные; гусеничные. Гусеничные бульдозеры, в отличии от колёсных получили более широкое распространение за счёт высокого тягового усилия и большей проходимости. По типу отвала: с неповоротным отвалом — имеют прямой, сферический или полусферический отвал располагающийся перпендикулярно продольной оси базовой машины; с поворотным отвалом изменяющим положение в горизонтальной плоскости в обе стороны от продольной оси машины или перпендикулярно к ней; с универсальным отвалом из двух сочленённых половин изменяющим положение в горизонтальной плоскости под различными углами к продольной оси машины или перпендикулярно к ней. По типу управления отвалом: гидравлическое управление; электромеханическое управление. Основные технические характеристики бульдозера: мощность двигателя; тяговое усилие; масса агрегата; тип отвала; размеры отвала; объём отвала; масса отвала; высота подъёма и углубления отвала; наличие дополнительного оборудования; габаритные размеры бульдозера. Применение бульдозера в дорожном строительстве Бульдозер является одним из основных механизмов используемых на начальных стадиях строительства дорог, с момента подготовки дорожного основания и до момента укладки асфальтного покрытия, т. е. асфальтирования. Основным массивом работ в котором задействуется бульдозер является расчистка территории от бытового и строительного мусора; разработка, профилирование и планировка грунтового основания; создание щебёночных и песчаных оснований; перемещение различных материалов без отрыва от поверхности. Во время проведения дорожно-ремонтных работ (текущий и капитальный ремонт дорог, асфальтирование больших территорий) необходимость использования бульдозера возникает при наличии большого объёма работ, нецелесообразности использования ручного труда и ограниченных сроках. Гусеничный бульдозер: Колёсный бульдозер: Бульдозер-уплотнитель для свалки: Бульдозер с навесным рыхлителем: Грейдер Грейдер — прицепное, полуприцепное или самоходное техническое средство цикличного действия, оснащённое поворотным металлическим отвалом, положение которого может меняться в вертикальной и/или горизонтальной плоскости посредством механической или гидравлической системы управления. Главной функцией грейдера является планировка (выравнивание) грунтовых, песчаных, щебёночных и других рыхлых покрытий и насыпей. Также, грейдер может использоваться при асфальтировании, для распределения асфальтобетонной смеси по поверхности. Размещение грейдерного отвала между передней и задней осью базовой машины обеспечивает точное планирование поверхности с минимальными отклонениями по высоте. Повышение точности и производительности работы грейдера достигается за счёт установки автоматической системы управления отвалом. Второстепенной функцией грейдера является профилирование (послойное срезание) и перемещение грунта на небольшие расстояния. Установка поворотного бульдозерного отвала, позволяет повысить общую производительность грейдера при выполнении профилирования и транспортировки грунта. Различные типы грейдеров, применяются в дорожно-строительной (асфальтирование, ремонт и строительство дорог), гидротехнической и промышленной отрасли, а также сельском и коммунальном хозяйстве. За счёт установки дополнительного оборудования (рыхлитель, кирковщик, бульдозерный отвал и др.), происходит расширение функциональности и области применения грейдера. Основные технические характеристики грейдера Мощность двигателя (кВт/л. с.) Тяговое усилие (кН) Масса (т) Колёсная база (км/ч) Геометрические размеры отвала (м) Угол поворота отвала ( °) Высота подъёма отвала (мм) Глубина опускания отвала (мм) Скорость передвижения (км/ч) Габаритные размеры (мм) Классификация грейдеров По способу управления и передвижения Прицепной грейдер — работает в паре с базовым трактором (колёсным или гусеничным). Имеет передний и задний мост между которыми располагается отвал. Изменение положения отвала осуществляется оператором с помощью механической (штурвальная система) или гидравлической (рычажная гидросистема) системы управления. Характеризуется невысокой производительностью и низкой маневренностью. Полуприцепной грейдер — работает в паре с базовым трактором. Состоит из основной рамы, тяговой рамы с поворотным механизмом, отвала и гидросистемы. Управление отвалом осуществляется из кабины базовой машины посредством гидравлической системы. По сравнению с прицепным грейдером, является более маневренными и производительным. Самоходный грейдер (автогрейдер) — имеет собственное шасси и двигатель. Отвал располагается между колёсной базой машины. Управление отвалом осуществляется из кабины оператора. Обладает высокой маневренностью, высокой транспортной скоростью и производительностью. Может оснащаться дополнительным оборудованием. Наиболее распространённый тип грейдеров. По числу колёсных осей Одноосный грейдер — данный тип наиболее распространён среди полуприцепных механизмов. Двухосный грейдер — может быть как прицепным, так и полуприцепным. Трёхосный грейдер — относится только к самоходным механизмам. По массе и мощности двигателя (классификация автогрейдеров) Лёгкий автогрейдер (до 9 тонн) — используется при небольших объёмах работ на малых площадях. Средний автогрейдер (от 9 до 13 тонн) — используется при асфальтировании, строительстве и содержания дорог общего назначения. Тяжёлый автогрейдер (от 13 до 17 тонн) — используется для строительства автомагистралей, аэродромов и других крупномасштабных объектов. Особо тяжёлый автогрейдер (cвыше 17 тонн) — предназначен для выполнения большого объёма работ в тяжёлых грунтовых условиях. Применение грейдера при строительстве и ремонте автомобильных дорог Использование грейдера оправдано на всех этапах строительства и ремонта дорожных покрытий от устройства земляного основания до создания асфальтированного покрытия (в качестве механизма для распределения по поверхности больших объёмов асфальта). Профилирование, планировка и перемещение грунта и строительных материалов является основной целью использования грейдера в дорожно-строительной отрасли. Профилирование производится путём срезания естественных неровностей, образования искусственных выемок и создания кюветов с целью придания поверхности необходимой формы. Планировочные работы осуществляются с целью равномерного распределения грунта или других материалов по поверхности дорожного основания. Перемещение грунта и других материалов осуществляется с целью возведения насыпей высотой до 1 метра, заполнения естественных и искусственных впадин и выемок, транспортировки на небольшие расстояния грунта и сыпучих материалов, очистки территории от бытового и строительного мусора. Кирковщик - дополнительный рабочий орган грейдера: Гудронатор (автогудронатор) Гудронатор — ручная, прицепная или самоходная дорожно-строительная установка, предназначенная для транспортировки, подогрева и распределения по рабочей поверхности жидких битумных материалов. Полуприцепной грейдер: Представляет собой термоизолированную ёмкость с системой подогрева или без таковой, оборудованную ручной или автоматической системой распределения жидкости, устанавливаемую на передвижное колёсное шасси. Применяется при асфальтировании, строительстве, ремонте и обслуживании дорог, обслуживании асфальтированных территорий, а также других объектов дорожного хозяйства. Относится к числу наиболее востребованных дорожно-строительных механизмов. Основные работы с применением гудронатора Проведение битумной гидроизоляции щебёночных, асфальтобетонных и других дорожных покрытий. Обработка битумными материалами конструктивных слоев в процессе асфальтирования (укладки одного или нескольких слоев асфальтобетонной смеси). Подгрунтовка обработанного асфальтобетонного покрытия при проведении ямочного и капитального ремонта дорог. Основные технические характеристики Объём цистерны (л/м3); Форма цистерны; Способ подогрева цистерны; Способ заполнения цистерны; Способ распределения материала; Норма расхода (л/м2); Производительность (м2/ч); Ширина распределения материала (м); Габаритные размеры установки (мм); Транспортная скорость (км/ч) — для автогудронатора; Рабочая скорость (км/ч) — для автогудронатора; Масса установки (т). Классификация Ручной гудронатор — представляет собой небольшую термоизолированную ёмкость (до 500 л), монтируемую на одно-, двух- или трёхколёсное передвижное шасси (ручная тележка, прицеп). Распределение битумного материала по асфальтируемой поверхности осуществляется с помощью ручного насоса, стационарного компрессора или сторонней гидросистемы. Прицепной гудронатор — работает в паре с базовой машиной. Представляет собой термоизолированную ёмкость средних размеров (0,5–2 м3) на прицепном двух- или четырёхколёсном шасси. Распределение битумной жидкости происходит за счёт стационарной распределительной гидросистемы и насосной установки, либо гидросистемы базовой машины. Существуют модификации прицепных гудронаторов без цистерны, оснащённые только распределительной и насосной системой. Битумный материал с помощью насосной системы поступает из цистерны базовой машины для дальнейшего распределения по поверхности. Автогудронатор (самоходный) — представляет собой термоизолированную ёмкость, устанавливаемую на шасси базовой машины. Имеет собственную систему подогрева и распределения. Управление процессом распределения битумных материалов осуществляется водителем-оператором из кабины транспортного средства. Современные гудронаторы всех типов как правило имеют блок контрольноизмерительных приборов (манометр, указатель уровня вяжущего материала в цистерне, термометр и др.), а также могут оснащаться компьютерной системой управления. Обработка покрытия битумной эмульсией: Распределительный механизм автогудронатора: Прицепной гудронатор: Ручной гудронатор: Дорожный каток Дорожный каток (дорожный уплотнитель) — ручной, прицепной или самоходный дорожно-строительный механизм, оснащённый одним или несколькими цилиндрическими вальцами с гладкой или профильной поверхностью. Предназначен для стабилизации, уплотнения и выравнивания грунтовых, песчаных, щебёночных и асфальтобетонных оснований за счёт статической и/или динамической линейной нагрузки на поверхность. Применяется на этапе формирования песчано-гравийных и асфальтобетонных оснований и покрытий при строительстве, реконструкции и текущем ремонте автомобильных дорог; асфальтировании объектов открытой планировки и малых площадей. Используется для работы со всеми типами грунта, горячими (только уплотняемыми) и холодными асфальтобетонными смесями. Классификация дорожных катков По назначению: грунтовые катки — предназначены для стабилизации и уплотнения грунтовых (скальных, глинистых, песчаных и др.) оснований; асфальтовые катки — предназначены для уплотнения и выравнивания горячих (кроме литых) или холодных асфальтобетонных смесей при асфальтировании. По массе: лёгкие катки (до 4 тонн) — используются при незначительных объёмах работ на малых площадях: асфальтирование автостоянок, паркингов, пешеходных и велосипедных дорожек, игровых и спортивных площадок. Эффективны при асфальтировании небольших территорий и проведении ямочного ремонта автомобильных дорог; тяжёлые катки (свыше 4 тонн) — используются при строительстве, капитальном и текущем ремонте автомобильных дорог. Эффективны при наличии высоких требований к степени уплотнения грунтовых или асфальтированных покрытий в сочетании с большим объёмом проводимых работ. По типу рабочего органа: гладковальцовый каток — рабочий орган (стальной валец) имеет гладкую поверхность. Применяется для уплотнения и выравнивания асфальтобетонных и различных грунтовых покрытий; кулачковый каток — рабочий орган имеет профильную поверхность в виде выступов усечённо-пирамидальной формы. Относится к классу грунтовых катков. Применяется для уплотнения рыхлых, глинистых и мёрзлых грунтов; пневмоколёсный каток — рабочий орган заменяют нескольких рядов резиновых колёс. Применяется в процессе асфальтирования для завершающего уплотнения асфальтобетонных покрытий, герметизации асфальта, уплотнения оснований и подстилающих слоев, укрепления грунта; решётчатый каток — рабочий орган имеет профильную поверхность в виде решётки из литых металлических элементов. Используется для разбивки крупных фрагментов и уплотнения грунтовых оснований; комбинированный каток — имеет пневмоколёсный и гладковальцовый вариант рабочего органа. Применяется для работы как с грунтовым, так и с асфальтобетонным покрытием. По принципу действия: статический каток — давление на поверхность оказывается за счёт собственной массы агрегата и дополнительно нагружаемых балластных элементов (бетонные и металлические изделия). Используется при уплотнении грунтовых и асфальтобетонных покрытий в местах, где применение вибрационных механизмов недопустимо (путепроводы, мосты, вблизи жилых строений); вибрационный каток — кроме собственной массы механизма, давление на поверхность оказывается за счёт динамической линейной нагрузки, возникающей в результате вибрации вальца. Используется для стабилизации, уплотнения и выравнивания грунтовых и асфальтобетонных оснований, снижая необходимое число проходов в 1,5–2 раза. Основными параметрами влияющими на скорость и качество уплотнения, являются амплитуда и частота вибрации вальца. По количеству вальцов: одновальцовый; двухвальцовый: o тандемный каток — отдельная модификация двухвальцовых катков. Конструктивной особенностью является шарнирно-сочленённая рама (реже спаренная), привод на оба вальца и сдвоенное рулевое управление (управление обоими вальцами); трёхвальцовый. По способу передвижения: ручной (статический/вибрационный) — имеет гладкий металлический валец, шириной до 1 метра (вариант с кулачковыми вальцами называется траншейным уплотнителем). Используется при подготовке оснований и асфальтировании пешеходных и велосипедных дорожек, парковых территорий, игровых и спортивных площадок, парковок; прицепной (статический/вибрационный) — имеет один валец (гладкий или кулачковый), работает в паре с базовым трактором и предназначен для послойного уплотнения предварительно выровненных грунтовых оснований; самоходный — имеет собственный двигатель и трансмиссию. Основные технические характеристики дорожных катков Ширина вальца (мм) Диаметр вальца (мм) Угол поворота вальца ( °) Статическая линейная нагрузка (кг/см2) Частота вибрации (Гц) Амплитуда вибрации(мм) Центробежная сила (кН) Производительность (м2/ч) Дополнительное оборудование дорожных катков С целью расширения функциональности, а также для обеспечения безопасности и комфорта работы оператора, современные дорожные катки могут оснащаться дополнительным оборудованием и измерительными механизмами: механизм обработки асфальтобетонной кромки; выравнивающий бульдозерный отвал; кулачковый бондаж; сменные вальцы; плотномер; анализатор качества уплотнения; оптимизатор качества уплотнения; система защиты от опрокидываний (ROPS); система защиты от падающих предметов (FOPS); система фильтрации воздуха; климат-контроль; антивандальный кожух; тент. Популярные производители дорожных катков СНГ: ОАО «Раскат» (Россия), ООО «Магистраль-С» (Россия), ОДО «Дормашэкспо» (Беларусь), ОАО «Амкодор» (Беларусь). Европа, США: Dynapac (Швеция), Hamm (Германия), Ammann (Германия), Caterpillar (США), Bomag (Германия). Кулачковый каток: Пневмоколёсный каток: Комбинированный каток: Трёхвальцевый каток: Тандемные гладковальцевые катки: Ручной самоходный каток: Прицепной каток: Ручной каток: Фреза дорожная Планировщик холодного типа — дорожно-строительная машина, предназначенная для резки асфальта (фрезерования) на заданную глубину и ширину, не прибегая к его предварительному разогреванию. В процессе работы планировщика осуществляется два типа процессов: клиновое фрезерование для обеспечения водоудаления и профильное фрезерование для коррекции поперечных уклонов. Холодное фрезерование осуществляется путем механического воздействия на слой срезаемого покрытия дороги без нагрева. В дальнейшем, срезанный материал (асфальтная крошка) может быть использован как материал для устройства дорожного основания, либо задействован в технологии рециклинга. Технология холодного фрезерования характеризуется высокой экономичностью, большой глубиной и скоростью фрезерования, высокой точностью и возможностью контроля образуемой гладкой поверхности, отстутствием склеивания материала. Технические особенности Планировщики холодного типа как правило, состоят из трех функциональных агрегатов: базового шасси, оборудования для фрезерования и транспортирующей системы, при помощи которой разрушенный материал загружается в транспортное средство. Данный тип дорожной техники снабжается системой автоматического обеспечения ровности и заданного профиля. Базовое шасси выполняется на гусеничном или колесном ходу с мощной силовой установкой. Привод хода и всех рабочих органов гидрообъемный. Планировщик оснащается системой орошения с большим запасом воды. Режущее устройство представляет собой цилиндрический барабан, оснащенный расположенными по винтовой линии резцами, и, как правило, совмещен с заслонкой-отвалом. Транспортирующая система выполняется как с подборкой удаляемого материала, так и без нее. Машины с подбирающими системами имеют два конвейера: первый короткий, располагается снизу за режущим агрегатом, он непосредственно подбирает срезанный материал, а затем подает его на второй конвейер, выгружая в транспортное средство. Управление двигателем и рабочим оборудованием осуществляется с центральнго пульта. Ходовое устройство может быть гусеничным или колесным. В последние годы многие фирмы выпускают машины с универсальным ходовым устройством, с возможностью замены колес гусеничными тележками. Планировщики на гусеничном ходу отличаются большей жесткостью и точностью обработки поверхности дорожного покрытия, ибо для удержания фрезы в нужном положении используется вся масса фрезеровщика. Планировщики на колесном ходу имеют большую транспортную скорость и потому маневренны, но имеют худшие показатели по тяговой силе. Скрепер Скрепер (скрейпер) — полуприцепное, прицепное или самоходное дорожностроительное и карьерное техническое средство циклического действия, предназначенное для послойного срезания, транспортировки и отгрузки различных грунтов. Главным рабочим органом скрепера является металлический ковш с заслонкой, закреплённый между колёсными осями технического средства. Применяется в гидротехническом, гражданском и дорожном строительстве при асфальтировании и строительстве дорог, агропромышленном комплексе и коммунальном хозяйстве, горном деле. Основные технические параметры Вместимость ковша (м3) Грузоподъёмность (т) Ширина резания (мм) Глубина резания (мм) Рабочая скорость (км/ч) Транспортная скорость (км/ч) Габаритные размеры (мм) Дорожный просвет (мм) Мощность двигателя (кВт/ч) Типы скреперов По способу передвижения: полуприцепные (навесные) — имеют одноосную конструкцию, работает в паре с гусеничным или колёсным трактором. прицепные — работают в паре с базовым гусеничным трактором. Прицепные скреперы в агрегате с базовыми гусеничными тракторами используют при дальности транспортирования до 1000 метров. Дальность транспортирования агрегата определяется его вместимостью и быстроходностью базового трактора. При дальности транспортирования 1 км прицепные скреперы уступают в рентабельности самосвалам загружаемым экскаватором. Если дальность транспортирования менее 100 метров, выгоднее применять более простые и дешёвые землеройные машины, такие как бульдозеры. Гидрооборудование прицепных скреперов работает от гидросистемы трактора и управляется из кабины машиниста. самоходные — применяют при дальности транспортирования от 300 до 3000 метров и более. При дальности транспортирования более 3000 метров по бездорожью скреперы рентабельнее самосвалов, загружаемых экскаватором. По типу ходовой части базовой машины: на гусеничном ходу; на колёсном ходу. По способу загрузки ковша: с загрузкой движущим усилием (тягой базовой машины); с принудительной загрузкой скребковым элеватором, установленным на самом скрепере. По ёмкости ковша: малой вместимости (до 3 м3); средней вместимости (от 3 до 10 м3); большой вместимости (более 10 м3). По конструкции ковша: с одностворчатым ковшом; с двустворчатым ковшом; с грейферным ковшом; с телескопическим ковшом. Применение скрепера при асфальтировании, строительстве и реконструкции автомобильных дорог Разработка грунта Транспортировка грунта Отсыпка грунта Разравнивание грунта Уплотнение грунта Прицепной скрепер: Полуприцепной скрепер: Особенности устройства и уплотнения земляного полотна в зимнее время То, что земляное полотно автомобильной дороги является несущей основой или фундаментом всей дорожной одежды, хорошо известно. И нет особой нужды показывать влияние его прочности и устойчивости на эксплуатационное состояние и долговечность дороги в целом. Многие дорожники могли убедиться в этом на собственном опыте, особенно те из них, кому довелось исправлять дефекты покрытия по «вине» земляного полотна. До 30-х годов истекшего столетия земляное полотно автомобильных дорог возводили только в теплое время года и только стадийным способом, предусматривающим значительный разрыв во времени между устройством самого земляного полотна и дорожного основания с покрытием. Обусловлено это было отсутствием приемлемых и эффективных механизированных средств и технологических приемов разработки (в том числе зимой), транспортировки, укладки, профилировки и, главное, быстрого и эффективного уплотнения грунтов. Прочность и устойчивость возведенных насыпей обеспечивалась в основном за счет естественной консолидации (осадки) грунта во времени. Поэтому укладку основания и покрытия разрешалось выполнять только спустя определенный промежуток времени, составляющий, в зависимости от типа и состояния грунта, иногда 2–3 года. Такое положение вошло в противоречие с развернувшимся после 1930 г. массовым дорожным строительством в США, Германии и других странах. Необходимо было исключить сезонность и стадийность устройства земляного полотна, а для этого нужны были, прежде всего, соответствующие грунтоуплотняющие средства и технологические методы уплотнения различных грунтов, в том числе и в зимний период ведения работ. Особенно актуальной такая задача была (и остается сейчас) для многих мест и регионов России, где зимний период, в отличие от многих европейских стран, составляет не менее 5–7 месяцев в году и где около 6% территории страны вообще находится в зоне вечной мерзлоты. С потребностями массового дорожного строительства связаны зарождение искусственного уплотнения насыпных грунтов, первое появление и практическое использование трамбующих плит на экскаваторах, специальной трамбующей машины «Элефант» («Слон») на гусеничном ходу немецкой фирмы «Менк-Гамброк», разных по весу (90, 200, 500 и 1000 кг) взрывтрамбовок – «лягушек», фирмы «Дельмаг» (Германия), крупной виброплиты «Вибромакс» на гусеничном ходу (вес 25 т) немецкой фирмы «Лозенгаузен», нескольких усовершенствований кулачкового катка (впервые изобретен в 1905 г. американским инженером Фицджеральдом) и ряда других грунтоуплотняющих средств. В этот же период практические решения по проблеме уплотнения грунтов все чаще и больше стали опираться на научные достижения и разработки, в частности механики грунтов. Был внедрен метод стандартного уплотнения грунтов Проктора (США), введено понятие об оптимальной влажности грунта и выявлено ее влияние на результат уплотнения. Появились предложения по искусственному увлажнению уплотняемых грунтов. Началась разработка общих положений и элементов самой теории уплотнения. Впервые появилось понятие о предварительном и основном этапах уплотнения, связанных с необходимостью постепенного повышения уплотняющего давления (нагрузки) на грунт. Была показана и доказана малая эффективность и практическая несостоятельность обычного гладковальцового статического катка (самоходного или прицепного) на уплотнении грунтов, особенно мелкозернистых связных и несвязных. Одновременно с решением проблемы стадийности возведения земляного полотна за счет искусственного уплотнения решалась также задача ликвидации сезонного характера выполнения земляных работ. Постепенно были разработаны научно-технические основы, практические правила и рекомендации устройства зимой бездефектного земляного полотна. Они включают в себя комплекс специальных мер по предварительной подготовке карьера к зимней разработке (главное – снижение возможной глубины промерзания грунта до приемлемой для экскаватора или тракторного рыхлителя величины, а в некоторых условиях и полная его защита от воздействия мороза), по выбору надлежащих и эффективных машин и механизмов разработки карьера, по подготовке автотранспортных средств доставки грунта к месту его укладки в насыпь (обогрев кузова выхлопными газами и укрытие грунта брезентовым пологом), по выбору средств и технологии отсыпки, разравнивания и уплотнения грунта в условиях возможного быстрого его смерзания в насыпи; по обязательному соблюдению ограничений на количество и размеры мерзлых комьев, допускаемых к попаданию в насыпь, и, наконец, по методам и средствам контроля качества уплотнения грунта. Каток кулачковый фирмы BOMAG Российские подрядчики с успехом освоили науку и практику зимних земляных работ не только в дорожной, но и в железнодорожной, гидротехнической, промышленной и гражданской отраслях строительства. По статистике российские дорожники выполняют зимой до 40–50% годового объема земляных работ, а в отдельных северных регионах даже до 65–70%. Сегодня в России единственным видом дорожных работ, разрешенных для выполнения зимой в полном объеме, являются работы по возведению земляного полотна, что позволяет хотя бы частично решать задачу по сохранению дорожных кадров и более полной загрузке техники. Главный принцип качественного устройства дорожных насыпей зимой состоит в том, что грунт в карьере следует разрабатывать («брать»), транспортировать, укладывать в насыпь и уплотнять только в талом виде, не допуская его смерзания ни на одной из рабочих стадий (операций). В противном случае необходимого качества насыпей не обеспечить, о чем свидетельствует многолетний опыт вынужденного устройства на тюменском севере и в других местах автодорожных и железнодорожных насыпей из взрываемых в карьере кусков вечномерзлого грунта. При отрицательных температурах воздуха такие насыпи ведут себя устойчиво подобно земляным сооружениям из прочного скально-крупнообломочного грунта. Однако с наступлением короткого северного лета с почти круглосуточным сиянием солнца начинается интенсивное оттаивание мерзлых комьев в верхней зоне грунтовой отсыпки, что, естественно, влечет за собой значительные и очень часто неравномерные общие и локальные просадки насыпей, а заодно и опасные деформации железнодорожных путей и автодорожных покрытий. Выбор грунтоуплотняющего средства для зимних земляных работ должен производиться по несколько более скорректированным принципам и критериям, чем для летних условий производства работ. С целью некоторого снижения скорости смерзания грунта и обеспечения возможности быстрого его уплотнения возведение насыпки целесообразно вести более толстыми слоями (не менее 40–50 см) и более узкими по ширине захватками (не более 3–4 полос, каждая из которых равна ширине уплотнения катка). Длину захваток тоже следует сокращать до разумного минимума, составляющего (при морозе -20... -30 гр. С) примерно 20–30 м. При работе в таких условиях помимо способности уплотнять слои толщиной не менее 40– 50 см дорожный каток или иного типа грунтоуплотняющая машина обязаны иметь более высокую производительность (минимум на 25–30%), чем производительность самой укладки грунта в насыпь. Кроме того, такая машина или каток должны иметь возможность вести уплотнение челночным способом, т. е. без разворотов в конце захватки, на которые, как правило, затрачивается определенное время из незначительного его резерва на всю операцию зимнего уплотнения (табл. 1). Таблица 1 Диапазон температуры воздуха -3° ... 5° C -10° ... 20° C -20° ... 30° C Время от момента выемки грунта до окончания процесса его уплотнения в насыпи, час 3–2 2–1 1 – 0,5 Примечание. При ветре более 5–6 м/с указанное время уменьшают до 2 раз. Качественное уплотнение грунта и минимальные осадки зимнего земляного полотна при его последующей эксплуатации возможны только при попадании в насыпь ограниченного количества мерзлых комьев (табл. 2), так как при большом их объеме грунт насыпи быстрее смерзается и хуже уплотняется. Таблица 2 Характеристика климата Средняя температура воздуха зимой Допускаемое количество мерзлых комьев, % Суровый ниже -15° C 10 Холодный -10° ... -15° C 15 Умеренный -5° ... -10° С 20 Теплый выше -5° C 25 Крупность мерзлых комьев также регламентируется способностью грунтоуплотняющего средства раздавливать большую часть из них на более мелкие куски (не более 80–100 мм). При использовании на уплотнении пневмоколесных катков (нагрузка на шину не ниже 4,5–5 т) размеры мерзлых комьев не должны превышать 150–200 мм, прицепных и самоходных шарнирно-сочлененных виброкатков с гладкими или лучше кулачковыми (пэд-фут) вальцами и весом вибровальцового модуля не менее 7–8 т – не более 200–250 мм и, наконец, при наличии трамбующих машин или плит на экскаваторах, а также решетчатых или ребристых тяжелых катков – не более 250–300 мм. Крупные нераздавленные мерзлые куски служат, как правило, концентраторами преждевременного смерзания грунта и появления в насыпи мест и зон с плохим уплотнением. По той же причине попадание снега и льда в тело насыпи категорически не допускается. Соблюдение этих ограничений, правил и рекомендаций позволит возводить зимой добротное земляное полотно, отвечающее всем требованиям дорожных СНиПов. Что же из имеющихся сегодня грунтоуплотняющих средств у дорожных подрядчиков и на рынке дорожной техники пригодно и может эффективно использоваться для устройства насыпей в специфических зимних условиях? Виброкаток фирмы HAMM Наибольшее распространение и применение сейчас в мире получили самоходные шарнирно-сочлененные виброкатки с гладкими или кулачковыми вальцами. Как показал практический опыт, в том числе российский, наиболее подходящими для зимних земляных работ следует признать те из них, которые имеют вибровальцовый модуль весом не ниже 7–8 т (общий вес вместе с тракторным модулем около 12,5–13 т), так как только при таком или большем весе вибромодуля современного катка толщина уплотняемого слоя, его производительность и способность дробить мерзлые комья своими кулачками будут соответствовать зимним потребностям и ограничениям. Примерно 30 моделей подобных виброкатков, часть из которых с успехом работает на объектах России, выпускают 8–10 известных европейских и американских фирм (Dynapac, Caterpillar, Hamm, Bomag, Ingersoll-Rand, Vibromax, Stavostroj, Protec и др.). Самые крупные из них общим весом около 20–26 т (соответственно вес вибровальцового модуля примерно 13–17 т) с шириной вальца до 2,2–2,5 м имеют достаточно мощные вибраторы, возбуждающие центробежные силы до 35–40 тс, а у одного из них, общим весом 25,5 т (SSVV 2500D фирмы Stavostroj) – даже до 47 тс, что обеспечивает ему чрезмерно высокий конструктивный показатель динамической уплотняющей способности (6,5 кгс/кв. см), пригодный для уплотнения в основном прочных скально-крупнообломочных и маловлажных связных грунтов. Если у этого крупного и слишком динамичного виброкатка превышение реальной апмлитуды колебаний вальца над номинальной или расчетной, а последняя составляет 2,1 мм, достигнет 1,7– 2,0 раза (измерения реальных амплитуд у известных в России прицепных виброкатков А-8 и А-12 показали, что такое превышение доходит до 2,0–2,5 раз), то это обеспечит динамическое кратковременное воздействие его вальца на грунт с силой около 50–60 тс. У большинства же других тяжелых и крупных виброкатков, применяемых на обычных песчано-гравийных, щебенистых, малосвязных и даже связных грунтах, динамический показатель уплотняющей способности составляет в среднем 4,0–5,0 кгс/кв. см. Для сравнения уместно напомнить, что у вибрационных гладковальцовых катков, хорошо укатывающих асфальтобетонные смеси в покрытии за укладчиками этот показатель находится в пределах 1,7–2,0 кгс/кв. см (статический режим работы) и примерно 2,0–2,6 кгс/кв. см (вибрационный режим). Для уплотнения этими же виброкатками щебеночных оснований (слои 15–30 см) указанный показатель, или критерий, целесообразно повышать до 3,0–3,6 кгс/кв. см, что и предусмотрено конструкцией таких катков путем смены слабого режима вибрации (для асфальтобетона) на сильный (щебень). Рис. 1. Виброкаток К-701-ВК с кулачковым вальцом, Кировский завод (Санкт-Петербург) Рис. 2. Виброкаток К-701-ВК с гладким вальцом, Кировский завод (Санкт-Петербург) В России подобный крупный виброкаток К-701М-ВК общим весом 25 т (вес вибровальцового модуля около 14 т) был разработан по заказу гидротехников и выпускается Кировским заводом в Санкт-Петербурге. Базой машины послужил колесный трактор К-701М, на место передней колесной пары которого установлен кулачковый (рис. 1) или гладкий (рис. 2) вибровалец шириной 2850 мм и диаметром соответственно 1950 и 1728 мм. Вибровозбудитель вальца развивает центробежную силу 36 тс при частоте колебаний 27–29 Гц, что с учетом размеров вальца обеспечивает показатель динамической уплотняющей способности до 4,5 кгс/кв. см (такой же показатель в статике – 2,4 кгс/кв. см). При испытаниях К-701М-ВК на возведении грунтовой плотины Ирганайской ГЭС в Дагестане плотность гравийно-галечникового грунта в слое 100 см оказалась 0,99–1,01 (6 проходов) и 1,03–1,04 (10–12 проходов). Укатка кулачковым вальцом супесчаносуглинистого грунта с включениями щебенистых частиц слоем 60 см обеспечила коэффициент уплотнения 0,99–1,0 за 8–10 проходов на скорости 2,5–3 км/час. Конечно, такой большой каток будет полезен и рентабелен при быстром или скоростном возведении крупных дорожных объектов со значительными объемами земляных работ. Это было подтверждено на скоростном возведении насыпи железнодорожной ветки из Дагестана в обход территории Чечни. Для других условий подобных работ, в том числе в не очень морозное зимнее время, можно использовать меньшие виброкатки, в частности, выпускаемый Рыбинским заводом «Раскат» ДУ-85 (вес 13 т, вибровальцовый модуль около 6,5 т). Другие модели грунтовых катков (шарнирно-сочлененный ДУ-74, прицепной ДУ-94) этого же завода или меньше по размерам и весу, или хуже подходят для возведения насыпей зимой, особенно когда последняя сурова. Рис. 3. Прицепной решетчатый каток весом 25 т Рис. 4. Комбинированный пневморешетчатый статический каток с блоком пневмошин и решетчатым вальцом Прежний российский опыт показал, что достаточно хорошо и эффективно можно вести уплотнение грунта с включениями мерзлых комьев простым и дешевым прицепным решетчатым катком весом 25 т (рис. 3), выпускавшимся в свое время дорожниками Латвии и двумя заводами бывшего Минтрансстроя в городах Ростове-на-Дону и Угличе. Каток прекрасно себя зарекомендовал на многих автодорожных, портовых, железнодорожных и аэродромных стройках Прибалтики, Дальнего Востока, Сибири (БАМ), Средней Азии, Кавказа, Армении, Крыма, Заполярья и Северо-Западного региона. При этом он с успехом укатывал также трудноуплотняемые одноразмерные пески (толщина укатываемого слоя зимой доходила до 45–55 см), скально-крупнообломочные грунты и щебеночные основания. Помимо прицепного варианта этого катка дорожники Латвии по разработке Ленфилиала СоюздорНИИ выпускали и использовали также небольшие партии прицепных и полуприцепных комбинированных пневморешетчатых статических катков общим весом 15–25 т с блоком пневмошин и решетчатым вальцом (рис. 4), которые поочередно могли опускаться на поверхность укатки и создавать необходимое силовое воздействие, в том числе и за счет переставляемого на катке балласта. Приходится только сожалеть, что такие неприхотливые в эксплуатации, очень нужные и полезные, как для обычных, так и специфических (одноразмерные пески, комковатые грунты, зима и т. п.) российских условий, теперь уже не выпускаются не только в России, но и за рубежом. Рис. 5. Ребристый каток фирмы «Constraction-Machinery» США Правда, в США для подобных работ фирма «Constraction-Machinery» предлагает дорожным подрядчикам так называемый ребристый каток (рис. 5). Его валец, как и кулачкового катка, по эффективности уплотнения с одновременным дроблением прочных комковатых грунтов сродни решетчатому. В отличие от последнего на ребристом и кулачковом катках возникает потребность в очистке специальными скребками поверхности их вальцов от застревающих между ребрами или кулачками кусков. Решетчатый же валец работает по принципу самоочистки путем продавливания застрявших кусков сквозь решетку при последующем наезде вальца на поверхность укатки. Заметно повышаются результаты уплотнения, дробления и даже очистки вальцов при увеличении до 10–15 км/час и более рабочей скорости решетчатых, ребристых и кулачковых катков. Фирма Caterpillar (США) разработала даже специальную технологию скоростной укатки связных грунтов, правда, не очень толстыми слоями, самоходным статическим катком с особой (эвольвентной) формой башмака-кулачка, который на скорости от 10–11 до 30–35 км/час создает определенный динамический или трамбующий эффект. Для такой технологии Caterpillar уже длительное время производит две модели достаточно энергоемких катков. Аналогичный тип катка выпускает также шведская фирма Dynapac (рис. 6). Основные их технические параметры приведены в таблице 3. Таблица 3 Фирма, страна Caterpillar, США Caterpillar, США Dynapac, Швеция Модель катка 815F 825G CT262 Рабочий вес, тс 20,9 33,3 21,4 Ширина одного вальца, мм 980 1120 1000 Количество вальцов 4 4 4 Мощность двигателя, л. с. 223 320 212 Скорость передвижения, км/час 6,7–37,6 6,3–11,2 4,8–22,4 Единственным препятствием успешного использования скоростной технологии динамического уплотнения на устройстве насыпей зимой является большая длина рабочей захватки, необходимая для работы указанных катков на высоких скоростях, что в российских зимних условиях невозможно обеспечить из-за быстрой смерзаемости тонких слоев грунта. Виброкаток ДУ-85 фирмы Раскат Рис. 6. Каток кулачковый с трамбующим эффектом CT 260 Dynapac Вообще высокая эффективность и широкие технологические возможности универсального ударного уплотнения грунтов всегда привлекали и дорожников, и разработчиков машин. Правда, до сих пор в дорожной отрасли нет пока ни одной модели высокопроизводительной, технологичной и надежной трамбующей машины. Хотя можно назвать не менее полутора десятков различных зарубежных и отечественных реально существовавших образцов таких машин – российский каток с падающими грузами Д390А, дизельтрамбующая машина ЦНИИС-РРМЗ, трамбующая машина Д-471Б (ДУ-12) с двумя поочередно и свободно падающими плитами сзади гусеничного трактора, южноафриканский трамбующий каток с квадратным вальцом и др. В этом отношении дорожных подрядчиков может обрадовать и даже породить у них некоторые надежды обнародованная в рекламных проспектах рыбинского завода «Раскат» подготовка к выпуску новой самоходной грунтотрамбующей машины МГТ (выставка в Санкт-Петербурге «Дороги XXI века», октябрь 2001 г.). Она представляет собой шарнирно-сочлененный аналог виброкатка ДУ-85, на котором вместо жесткого гладкого вальца установлены 4 крупные протекторные пневматические шины, т. е. декларируется создание грунтоуплотняющего пневмовиброкатка, который, по мысли разработчиков, должен будет работать в частоударном или трамбующем режиме. Вообще пневмовиброкатки уже пытались создать в свое время в СССР (Саратов), США и Чехословакии. Но изначально эта идея была обречена на неудачу, о чем неоднократно и публично высказывался Ленфилиал СоюздорНИИ, что и подтвердили опытноэкспериментальные данные в этих странах и последующий отказ от дальнейших таких работ. Дело в том, что на поверхности контакта ударяющей или вибрирующей автодорожной пневматической шины с грунтом давление никак не может быть больше допускаемых 7–8 кгс/кв. см (у авиационных шин оно выше, но не более 10–12 кгс/кв. см), иначе возникнут перегрузки шины и она быстро разрушится. Но даже таких предельных для шин давлений явно мало для эффективного динамического уплотнения грунтов, особенно мелкозернистых пылеватых и связных (на несвязных, для которых важно само вибрирование или шевеление частиц, успешно работают обычные гладковальцовые катки). Это первое. Второе состоит в том, что вследствие «мягкости» или эластичности шины, даже при высокой ее прочности, не получить значительных контактных давлений, близких к давлениям трамбующих плит и виброударных гладковальцовых катков и достигающих 15–20 кгс/кв. см, а порой и больше. Податливость шины будет работать как обычный амортизатор или гаситель удара и вибрации, то есть не будет необходимой остроты удара и высоких давлений. И, в-третьих, шина на статическом пневмокатке даже при указанных не очень высоких контактных давлениях хороша и полезна тем, что время действия ее давления на грунт относительно велико (0,30–0,40 сек. на рабочей скорости 3–4 км/час). При вибрировании же пневмоколесного «вальца» с частотой 30 Гц оно снижается до 0,015–0,20 сек, т. е. уменьшается в 20 раз, что существенным и, главное, негативным образом отразится на уплотняющей способности анализируемой грунтотрамбующей машины МГТ. Поэтому ожидать значительного эффекта от нее нет оснований. Иногда при устройстве насыпей зимой возникают ситуации, при которых сложно, а порой и невозможно выполнить качественное уплотнение грунта. Так, например, случилось в свое время на зимней отсыпке земляного полотна через болото на участке Медвежьегорск – Сегежа автомобильной дороги «Кола» (Санкт-Петербург – Мурманск). Фронт работ был настолько узким, что в зоне их выполнения мог разместиться только экскаватор, выполнявший выторфовку, бульдозер и один самосвал, доставлявший песок и увозивший торф. Дорожному катку в зоне работ места попросту не оказалось. Поэтому была предложена и реализована технология весеннего (после оттаивания грунта) доуплотнения сразу всей толщи насыпи высотой до 2,5–3,0 метров (вместе с ее подводной частью). Использовались для этого тяжелые прицепные виброкатки весом 8 и 12 т, а также специально изготовленная трамбующая плита (вес 7 т, диаметр основания – 2 метра), подвешиваемая на экскаватор-драглайн. Выполненное уплотнение грунта и последовавшее за этим устройство щебеночного основания и асфальтобетонного покрытия показали, что такой технологический прием гарантировал требуемое качество работ по уплотнению, выразившееся в отсутствии на этом участке не только просадок насыпи и разрушений оснований и покрытия, но и скольнибудь заметных деформаций, проявляющихся на несвязных грунтах, как правило, в течение первого же года эксплуатации дороги. При организации земляных работ, разработке ППР и смет следует иметь в виду, что стоимость процесса уплотнения зимой несколько возрастает в основном за счет некоторого снижения производительности грунтоуплотняющей машины и удорожания ее зимней эксплуатации. И это не должно вызывать возражений, так как экономить на столь важной и ответственной операции не только нецелесообразно, но и недопустимо. Тем более, что она вообще очень дешевая и в сметах составляет всего несколько процентов от общей стоимости земляных работ. В этом и состоит парадоксальность ситуации в России с уплотнением грунтов, щебеночных материалов и асфальтобетонных смесей. Влияние качественных показателей этой операции на прочность, устойчивость и долговечность дороги в целом не адекватно нормируемым затратам на нее, что следовало бы поправить, если дорожная отрасль действительно хочет добиться существенных и реальных результатов в резком повышении качества ремонтируемых и строящихся дорог.