Лекции. Литература 1 В. И. Баловнев, Г. В. Кустарев Дорожностроительные машины и комплексы М 2001 2 А. В. Вавилов, И. И. Леонович Дорожностроительные машины
 Скачать 1.78 Mb.
|
|
1. По земляному полотну и водоотводу: - восстановление размытых и разрушенных участков, в том числе вследствие пучинообразования и оползневых явлений, очистка обвалов, оползней и селевых выносов - уменьшение крутизны откосов насыпей и выемок, засев травами откосов земляного полотна и резервов с проведением необходимых агротехнических мероприятий по созданию устойчивого дернового покрытия - укрепительные и другие работы, обеспечивающие устойчивость земляного полотна - поднятие небольших по протяженности участков земляного полотна на сырых или снегозанасимых местах ,ликвидация небольших пучинистых участков - восстановление земляного полотна и водоотвода на пересечниях и примыканиях, площадках для остановки, стоянках автомобилей - сплошная прочистка водоотводных канав, устройство новых канав, укрепление стенок и дна канав на участках, подверженных размыву 2. По дорожным одеждам: - восстановление изношенных верхних слоев дорожных покрытий с обеспечением требуемой ровности и шероховатости, восстановление покрытий способами и методами, обеспечивающими повторное использование материала старого покрытия - устройство поверхностной обработки, защитных слоев и слоев износа на всех типах дорожных одежд - ликвидация колей глубиной до 45мм и других неровностей методами поверхностного фрезерования, укладки нового слоя покрытия или поверхностной обработки, восстановление бордюров по краям усовершенствованных покрытий, фрезерование и устройство покрытий из битумоминеральных смесей на укрепительных полосах и обочинах - замена, подъемка и выравнивание плит цементобетонных покрытий - перемощение отдельных участков мостовых с заменой основания - восстановление профиля и усиление щебеночных, гравийных и грунтовых улучшенных покрытий с добавлением щебеночных или гравийных материалов в количестве до 500м3 на километр дороги в среденем. Капитальный ремонт автомобильных дорог Капитальный ремонт автомобильной дороги – комплекс работ, при котором производится полное восстановление и повышение работоспособности дорожной одежды и покрытия, земляного полотна и дорожных сооружений, осуществляется смена изношенных конструкций и деталей или замена их на более прочные и долговечные, в необходимых случаях повышаются геометрические параметры дороги с учетом роста интенсивности движения и осевых нагрузок автомобилей в пределах норм, соответствующих категорий, установленной для ремонтируемой дороги, без увеличения ширины земляного полотна на основном протяжении дороги. Задача капитального ремонта состоит в полном восстановлении и повышении транспортно-эксплуатационного состояния дороги до уровня, позволяющего обеспечить нормативные требования в период до очередного капитального ремонта при интенсивности движения, соответствующей расчетной для данной категории дороги, при превышении которой необходимо реконструкция дороги с переводом в более высокую категорию. Критерием для назначения капитального ремонта является такое транспортно-эксплуатационное состояние дороги, при котором прочность дорожной одежды снизилась до предельно допустимого значения или параметры и характеристики других элементов дороги и дорожных сооружений не удовлетворяют возросшим требованиям движения настолько, что невозможно или экономически нецелесообразно приводить их в соответствие с указанными требованиями посредством работ по ремонту и содержанию. Состав работ по капитальному ремонту автомобильных дорог. Капитальный ремонт, как правило, должен производится комплексно по всем сооружениям и элементам дороги на всем протяжении ремонтируемого участка дороги. Допускается при соответствующем обосновании проведение выборочного капитального ремонта отдельных участков и элементов дороги, а так же дорожных сооружений. Капитальный ремонт выполняется в соответствии с разработанной и утвержденной в установленном порядке проектно-сметной документацией. В состав капитального ремонта могут быть включены работы по ремонту, а также содержанию элементов дороги и дорожных сооружений на ремонтируемом участке, состояние которых не требует капитального ремонта, если указанные работы не были выполнены до начала капитального ремонта. 1. По земляному полотну и водоотводу: - поднятие земляного полотна на подтопляемых и снегозаносимых участках. - перестройка пучинистых, оползневых и обвальных участков. - усиление земляного полотна с заменой грунтов устройством изолирующих и армирующих прослоек, устройство новых дренажей, системы водоотвода. - исправление параметров земляного полотна на отдельных участках с доведением его геометрических параметров до норм, соответствующих категории, установленной для ремонтируемой дороги. - устройство земляного полотна и водоотвода на пересечениях и примыканиях. 2. По дорожным одеждам: - усиление дорожных одежд с исправлением продольных и поперечных неровностей, укладкой дополнительных слоев основания и покрытия. - устройство более совершенных типов покрытий с использованием существующих дорожных одежд в качестве основания, перекрытие изношенных цементобетонных покрытий слоями из цементобетона или асфальтобетона, уширение дорожной одежды до норм, соответствующих категории ремонтируемой дороги. - устройство вновь бордюров и укрепительных полос по краям усовершенствованных покрытий. - устройство вновь дорожных одежд в местах исправления и перестройки земляного полотна, на пересечениях и примыканиях. - ликвидация колей глубиной более 45мм с заменой нестабильных слоев дорожной одежды методами фрезирования и регенирации на ширину полос наката или на всю ширину покрытия с укладкой одного или нескольких слоев асфальтобетона. Машины для зимнего содержания автомобильных дорог Зимнее содержание представляет собой комплекс мероприятий, включающий защиту дорог от заносов, их очистку от снега, борьбу с зимней скользкостью. Для полной механизации работ по зимнему содержанию автомобильных дорог используется комплекс разнообразных машин. Сюда относятся снегоочистители, снегопогрузчики, льдоскалыватели и пескоразбрасыватели. Наибольший объем работ по зимнему содержанию приходится на снегоочистители, которые эксплуатируются почти в течение всего зимнего сезона. Снегопогрузчики на загородных дорогах применяются редко и преимущественно в местах, ограничивающих или вовсе исключающих возможность переброски снега снегоочистителями на значительные расстояния от проезжей части. Они используются также для уборки снежных валов с обочин дорог. Снегопогрузчики применяются в основном на участках дорог, проходящих в населенных пунктах. Скалыватели разрушают и удаляют сильно уплотненный снег и лед с проезжей части асфальтобетонных и цементобетонных дорог, а пескоразбрасыватели используются для посыпки песком обледенелых дорог. Физико-механические свойства снега: На конструктивные и эксплуатационные параметры машин для зимнего содержания дорог большое влияние оказывают условия работы и физико-механические свойства снежного покрова или льда. Различают условия в равнинной местности и условия в горной местности, резко различающиеся между собой по снегозаносимости, проходимости, возможному маневрированию машины и другим факторам. В настоящее время создаются специальные конструкции снегоочистителей, пригодных для работы в горных условиях. Образование снежного покрова на проезжей части автомобильных дорог происходит под действием снежно-метелевых явлений. Структура и свойства снега при данных явлениях неодинаковы. Различают несколько типов снежно-метелевых явлений: 1. Спокойный снегопад (снегопад) – выпадение снега из облаков без сдувания и переноса ветром. Спокойный снегопад наблюдается при скорости ветра до 2-3 м/с. Толщина слоя выпадающего за один снегопад составляет 1-5см. Свежевыпавший сухой рыхлый снег имеет плотность от 0,07 до 0,12 г/см3; если выпадает влажный или мокрый снег его плотность может достигать 0,2-0,25 г/см3. 2. Низовая метель – перенос частиц ранее выпавшего снега без выпадения снега из облаков. Разделяется на поземку – перенос частиц снега поднятием над уровнем снежного покрова до 30 см, и на собственно низовую метель – переносимые частицы снега поднимаются на высоту до 10 м. 3. Общая или двойная метель – сочетание низовой и верховой метели, когда одновременно переносится выпадающий из облаков снег и частицы ранее выпавшего снега. Это самые неблагоприятные для зимнего содержания условия. Плотность снега в полевых условиях определяется специальным прибором – весовым плотномером. Плотность зависит от температуры снега и удельного давления на пего. Коэффициент сцепления зависит, помимо плотности снега, и от его влажности; для сухого снега этот коэффициент больше. Влажность снега определяется калориметрическим способом. Максимальная плотность, достигнутая при уплотнении снега, равна 0,74 г/см3. Снег лучше уплотняется при отрицательной температуре, близкой к нулю. Снег обладает высокой пластичностью, а упругость его весьма незначительна и во много раз меньше упругости льда (0,09-0,06 кг/см2). Другим показателем, характеризующим сопротивляемость снега при проникновении в него твердого тела, является твердость. Для снега плотностью 0,42 г/см3 твердость равна 85 кг/см2. С увеличением плотности и понижением температуры твердость снега возрастает. Из механических показателей, характеризующих свойства снега и имеющих значение для расчета сопротивлений, возникающих при работе снегоуборочных машин, существенными являются коэффициенты сцепления, скалывания, внешнего и внутреннего трения и сопротивления разрыву, скольжению и перекатыванию колеса. С увеличением плотности снега коэффициент внешнего трения убывает, а коэффициент внутреннего трения возрастает. С понижением температуры снега внутреннее трение возрастает, а внешнее трение в промежутке температур от +2 до –4 убывает, а далее, с дальнейшим понижением температуры, возрастает. При перемещении твердого тела по снежной поверхности имеет место не только внешнее трение между поверхностями тела и снега, но и смятие последнего. Вследствие этого коэффициент сопротивления движению по снегу больше коэффициента внешнего трения. Величина смятия зависит от удельного давления и глубины погружения тела. В практических расчетах можно принять, что сопротивление снега смятию возрастает прямо пропорционально глубине погружения тела. Удельное сопротивление смятию равно – 600 кг/м2. Коэффициент сцепления колеса с заснеженной поверхностью асфальтобетонного покрытия в зависимости от состояния снежного покрова и типа шин изменяется от 0,06 до 0,35, в то время как для этой же поверхности, очищенной от снега, коэффициент сцепления равен 0,50-0,65. Для ледяной поверхности при плотности льда 0,90 г/см3 и температуре от –12 до –16С установлены следующие механические показатели: сцепление – 32,5 кг/см2, временное сопротивление на разрыв – 24 кПсм2, временное сопротивление на срез – 16,5 кг/см2. Удаление снежного покрова с поверхности дороги механизированным способом осуществляется плужными или роторными снегоочистителями. У плужных снегоочистителей рабочим элементом, удаляющим снег, служит плуг, монтируемый в передней части автомобиля или трактора, а у роторных снегоочистителей – специальной конструкции метатель, вращающийся со скоростью 300-400 об/мин. Плужные снегоочистители Плужные снегоочистители предназначены для патрульной очистки дорог от снега. Плужные снегоочистители разделяются на одноотвальные, отбрасывающие снег на одну сторону, и двухотвальные, которые могут отбрасывать снег на одну или обе стороны по отношению к направлению движения. Некоторые типы плужных снегоочистителей помимо переднего отвала имеют одно или два боковых отвала (крыла) отодвигающие снег за пределы земляного полотна.  Схемы плужных снегоочистителей: а) – одноотвальные; б) – одноотвальные с боковым крылом; в) – двухотвальные; г) – двухотвальные с боковым крылом. 1 – шасси; 2 – передний отвал; 3 – крыло; 4 – трактор. Оборудование снегоочистителя монтируется на шасси автомобиля или раме трактора. Снегоочистители на автомобилях используются для патрульной службы для очистки дорог во время снегопадов и метелей. Ими можно удалять снег плотностью 250-300кг/м3 при глубине снежного покрова до 0,4м. На таком снежном покрове автомобильные снегоочистители работают со скоростью 6,0-7,5м/с. Тракторные снегоочистители, обладающие высокой тяговой характеристикой, используются для очистки автомобильных дорог от больших снежных заносов. Они могут разрабатывать снежный покров любой плотности и толщиной до 1,2м. рабочая скорость снегоочистителя в этих условиях не превышает 1м/с. Достоинства автомобильных плужных снегоочистителей: большая рабочая скорость, благодаря чему удаляемый снег отлетает на значительное расстояние (7-12м) от отвала и образуемые после прохода снегоочистителя снежные валы имеют пологую форму, что исключает занос отброшенного снега обратно на проезжую часть дороги; большая мобильность, позволяющая быстро перебазировать снегоочиститель с одного участка работ на другой; возможность использования автомобиля по прямому назначению после демонтажа снегоочистительного оборудования. Достоинства тракторных снегоочистителей: возможность работы в тяжелых снеговых условиях; возможность использования трактора на других работах после демонтажа снегоочистительного оборудования. Применяются отвалы с цилиндрической и конической формами, оси которых расположены горизонтально и под некоторым углом к горизонту. Длина отвала выбирается такой, чтобы минимальная ширина захвата была на 0,3-04м больше ширины хода автомобиля на котором монтируется снегоочистительное оборудование. Роторные снегоочистители Роторные снегоочиститель имеет два рабочих органа, один из которых срезает снежный покров и перемещает его к средней части машины, а второй захватывает этот снег и отбрасывает его в сторону. Исключение составляют фрезерные снегоочистители, у которых совмещены в рабочем органе операции по вырезанию и отбрасыванию снега. Однако эти снегоочистители не находят большого применения главным образом из-за малой производительности, высокой энергоемкости, сложной конструкции рабочего органа и небольшой дальности отброса снега. По типу рабочих органов роторные снегоочистители подразделяются на шнеко-роторные (рис.1), фрезерно-роторные (рис.2) и плужно-роторные (рис.3). Схемы рабочих органов роторных снегоочистителей.  1 – шнеки; 2 – направляющая труба; 3 – ротор; 4 – ленточная фреза; 5 – плуг; 6 – рыхлитель. Наибольшее распространение получили шнеко-роторные снегоочистители, у которых для вырезания снега имеются два или три шнека. Эти снегоочистители конструктивно более просты и надежны в работе, но менее приспособлены для срезания сильно уплотненного снежного покрова. В таких условиях более эффективно работают фрезерно-роторные снегоочистители или плужно-роторные со специальными рыхлителями. Рабочее оборудование шнеко-роторного снегоочистителя крепится к шасси автомобиля посредством толкающей рамы. При этом используются трехосные автомобили повышенной проходимости. Рабочий орган, укрепленный в передней части автомобиля, состоит из трех шнеков и ротора, заключенных в общий корпус. Шнеки изготавливаются из стальных труб, к которым приварены витки с правым и левым направлением спирали, что обеспечивает подачу снега от краев очищаемой полосы к середине, где расположен ротор. Шнеки приводятся во вращение посредством цепной передачи. Ротор диаметром 975 мм состоит из стальной ступицы с шестью кронштейнами, к которым прикреплены шесть лопастей. Он заключен во вращающийся кожух с направляющей трубой, имеющей форму улитки. Поворотом улитки изменяют направление полета снега вправо или влево от оси машины и угол вылета. Подъем и опускание рабочего органа и поворот улитки осуществляется гидравлическими цилиндрами. Ротор вращается со скоростью 425 об/мин. Привод рабочих органов и ходового оборудования осуществляется от двигателя мощностью 150 л.с, расположенного сзади кабины. Ширина полосы, очищаемой снегоочистителем составляет 2,3-2,7м, максимальная толщина удаляемого снежного покрова 1,3м, дальность отбрасываемого снега 25-30м, производительность 0,28-0,7м3/с. Работу роторного снегоочистителя необходимо организовывать таким образом, что бы снег выбрасывался в направлении ветра. На шнеко-роторном снегоочистителе производительностью 1500 т/ч установлен самостоятельный двигатель мощностью 300 л.с. для привода только рабочего оборудования. В целях увеличения дальности отброса снега применяется в отдельных случаях дополнительный поддув струи снега, вылетающего из направляющей трубы ротора, сжатым воздухом со скоростью около 100м/с. Фрезерно-роторный снегоочиститель выпускается на базе трактора «Беларусь» и предназначен для работы в городских условиях. На таких снегоочистителях чаще применяются горизонтальные фрезы ленточного типа, однако в некоторых моделях устанавливаются две фрезы барабанного типа с вертикальными осями вращения. Плужно-роторный снегоочиститель с разрыхляющим устройством выпускается нашей промышленностью на базе трактора мощностью 140 л.с. и предназначен для очистки от снега сильно заносимых участков дорог в равнинной и горной местностях. Снегоочиститель имеет два ротора, расположенных впереди трактора, с самостоятельными поворотными кожухами (улитками). Подача снега к роторам осуществляется плугом, на котором укреплены роторы. Разрыхляющее устройство используется для разрушения снежного козырька, образуемого в процессе работы снегоочистителя, когда высота снежного покрова превышает высоту рабочего органа, и для рыхления большой плотности снега. В трансмиссию трактора включен демультипликатор для получения требуемых рабочих скоростей. Минимальная рабочая скорость трактора получается 0,36 км/ч. Производительность снегоочистителя – 850 т/ч. На всех роторных снегоочистителях управление гидравлическое. С практической стороны важнее всего момент, когда снег находится на конце лопасти. Чтобы попасть туда, снег затрачивает наибольшее время на перемещение и вместе с тем приобретает наибольшую скорость. Производительность ротора принимается равной технической производительности снегоочистителя. При нормальной работе снегоочистителя скорость вращения ротора и шнеков связана с поступательной скоростью машины. Из сопоставления производительности каждого агрегата можно установить, что поступательная скорость снегоочистителя при определенных геометрических размерах, определенной угловой скорости ротора и заданной плотности снега находится в гиперболической зависимости от сечения удаляемого снежного покрова. На глубоком и плотном снегу поступательная скорость снегоочистителя не превышает 0,4-0,5 км/ч. В реальных условиях работы редко бывают случаи, когда снежный покров на большой протяженности участка имеет одинаковую толщину и плотность, поэтому для обеспечения эффективности работы снегоочистителя в разнообразных условиях ходовая часть трансмиссии машины должна позволять плавно изменять рабочие скорости в значительном диапазоне. Это достигается применением турбомуфт. При конструировании роторного снегоочистителя особое внимание должно уделяться распределению веса машины по ее осям. Крепление впереди снегоочистителя рабочего оборудования весом 2,0-2,5т вызывает перегрузку передней оси, затрудняет управление машиной и ограничивает ее маневренность. Необходимо стремиться приблизить центр тяжести к центру машины и по возможности уменьшить вес рабочего оборудования. Чтобы исключить выглубление рабочего оборудования из снежного массива при работе на тяжелом снегу, в системе управления машиной следует предусмотреть гидравлические цилиндры двойного действия для подъема и опускания рабочей части, которые позволяют в случае надобности жестко соединить рабочее оборудование с машиной и тем самым передать часть веса машины на рабочее оборудование. Не следует добиваться увеличения дальности отброса снега сверх той, которая требуется для условий, где будет работать снегоочиститель. Если снегоочиститель предназначается для очистки автомобильных дорог, дальность отброса ограничивается 25 м, при очистке аэродромов она может доходить до 50 м. |