Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Транспортное строительство
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 184
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0226-2
Артикул: 695023.01.99
Изложены принципы действия, расчеты основных параметров и экономических показателей, а также основы технической эксплуатации дорожных машин, используемых при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. Рассмотрены виды машин и их деталей, порядок работы, энергетическое оборудование, грузоподъемные механизмы, а также требуемые автомобили и тракторы.
Предназначено студентам дневной и заочной форм обучения направления подготовки 08.03.01 "Строительство" и специалистам, занятым строительством, ремонтом и содержанием автомобильных дорог.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 08.00.00: ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановский государственный политехнический университет» С. Г. Цупиков, Н. С. Казачек МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ Учебное пособие Инфра-Инженерия Москва - Вологда 2018
ФЗ
№436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11
УДК 69.002.5(0.75.8)
ББК 621.86/87
Ц 86
Рецензенты:
Гвоздев А. А., д. т. н., профессор кафедры «Технический сервис и механика»
ФГБОУ ВО «Ивановская ГСХА им. Д. К. Беляева»;
Шомов П. А., к. т. н., директор ООО НТЦ «Промышленная энергетика»
Научный редактор
к. т. н., проф. С. Г. Цупиков
С. Г. Цупиков, Н. С. Казачек
Ц 86 Машины для строительства, ремонта и содержания
автомобильных дорог: учебное пособие / С. Г. Цупиков,
Н. С. Казачек. - М.: Инфра-Инженерия, 2018. í 184 с.
ISBN 978-5-9729-0226-2
Изложены принципы действия, расчеты основных параметров и экономических показателей, а также основы технической эксплуатации дорожных
машин, используемых при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. Рассмотрены виды машин и их деталей, порядок работы,
энергетическое оборудование, грузоподъемные механизмы, а также требуемые
автомобили и тракторы.
Предназначено студентам дневной и заочной форм обучения направления подготовки 08.03.01 «Строительство» и специалистам, занятым строи-
тельством, ремонтом и содержанием автомобильных дорог.
Цупиков С. Г., Казачек Н. С., авторы, 2018
Издательство «Инфра-Инженерия», 2018
ISBN 978-5-9729-0226-2
ВВЕДЕНИЕ В основных направлениях экономического и социального развития Российской Федерации на 2012-2020 годы предусмотрено выделение на дорожное строительство более 8,3 трлн. рублей. В предыдущие 8 лет на строительство и содержание автомобильных дорог было потрачено всего 2,7 трлн. рублей. Задачи развития дорожного хозяйства можно решить только при высокой механизации технологических процессов строительства, содержания и ремонта автомобильных дорог с применением высокопроизводительных универсальных и специализированных машин. Оборудование, участвующее в выполнении дорожно-строительных работ, необходимо комплектовать так, чтобы достигалась наибольшая выработка, обеспечивались заданные темпы строительства и максимально использовалась производительность всего комплекта машин при минимальной стоимости выполнения работы. Современные дорожные машины изготавливают в виде самостоятельных агрегатов, а также как навесное или прицепное оборудование к колесным и гусеничным тягачам. Благодаря бурному развитию рынка спецтехники для выполнения одних и тех же видов строительных работ можно использовать различные виды и модели машин. В связи с этим главной задачей руководителей строительных организаций является выбор оптимальной спецтехники для выполнения строительно-монтажных работ. Важным направлением развития и совершенствования строительной техники стало применение автоматики, позволяющее организовать крупносерийное производство автогрейдеров, грузоподъемных кранов, асфальто- и цементобетонных укладчиков, смесительных установок и др. Общая номенклатура строительных и дорожных машин и оборудования предприятий строительной индустрии, применяемых при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог, включает 2000 наименований. На основе достижений науки и техники ожидается дальнейший технический прогресс в строительном и дорожном машиностроении: в первую очередь в повышении производительности и единичной мощности машин, улучшении удельных показателей, рабочих параметров и эргономических показателей, повышении надежности, унификации узлов и деталей. Современное состояние дорожной отрасли Дорожное хозяйство Российской Федерации является одним из элемен- тов транспортной инфраструктуры, которая обеспечивает конституционные гарантии граждан на свободу передвижения и делает возможным свободное 3
МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА, РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ перемещение товаров и услуг. Наличием и состоянием сети автомобиль- ных дорог общего пользования определяется территориальная целостность и единство экономического пространства Российской Федерации. По состоянию на 1 января 2014 года в Российской Федерации имеется 852,6 тыс. км автомобильных дорог. Без учета ведомственных и частных автомобильных дорог протяженность дорог общего пользования составляет 553,4 тыс. км, в числе которых 50,8 тыс. км федеральных дорог и 502,6 тыс. км дорог субъектов Российской Федерации. Протяженность ведомственных и частных дорог составляет суммарно 299,2 тыс. км. В процессе реформы местного самоуправления к автомобильным доро- гам общего пользования будут отнесены муниципальные дороги. По предва- рительным результатам инвентаризации их протяженность оцениваются в 544,3 тыс. км. Таким образом, общая протяженность федеральных, террито- риальных и муниципальных дорог составляет 1 097,7 тыс. км. Основу дорожной сети страны составляют федеральные автомобильные дороги, которые обслуживают связи субъектов Российской Федерации со столицей страны, с другими регионами России, со странами дальнего и ближнего зарубежья, а также обеспечивают внутрирегиональные транспортные связи и подходы к федеральным объектам специального назначения. Преимущественно по федеральным автомобильным дорогам осуществляются международные автомобильные перевозки. Федеральные автомобильные дороги в большинстве случаев рассчитаны на пропуск осевых нагрузок от 6 до 10 тонн, что существенно ниже международных стандартов. В настоящее время свыше трети от общей протяженности федеральных дорог требует реконструкции и модернизации для пропуска современных большегрузных транспортных средств. На федеральной сети автомобильных дорог эксплуатируется 6 391 мостов и путепроводов общей протяженностью 473,4 тыс. м. Около 20 из них построены более 40 лет назад и не соответствуют современным требованиям по грузоподъемности. Территориальные автомобильные дороги общего пользования относят- ся к собственности субъектов Российской Федерации, их эксплуатация и развитие считаются сферой ответственности субъектов Российской Федерации и финансируются за счет средств региональных бюджетов. Реконструкция и строительство отдельных участков территориальных автомобильных до- рог осуществляется также с привлечением средств, выделяемых из федерального бюджета. На территориальных дорогах общего пользования эксплуатируется более 37,7 тыс. мостов и путепроводов общей протяженностью около 1,5 тыс. км, около 8 тыс. железнодорожных переездов и 128 паромных переправ; всего в 71 субъекте Российской Федерации на территориальных автомобильных дорогах эксплуатируется 4 859 деревянных мостов (14 от общего количества). 4
ВВЕДЕНИЕ Реформой местного самоуправления к автомобильным дорогам общего пользования отнесены муниципальные дороги, протяженность которых оценивается в 544,3 тыс. км, в том числе протяженность улично-дорожной сети городов ² 145,2 тыс. км. Остальные муниципальные дороги проходят по территории поселений и муниципальных районов. Особые проблемы связаны с ведомственными и частными дорогами, которые проходят по территории поселений и муниципальных районов в сельской местности. Их протяженность составляет около 299,2 тыс. км. Около четверти из них брошены владельцами с утратой своего значения. Такие дороги в настоящее время находятся в неудовлетворительном состоянии и в ряде случаев представляют угрозу безопасности. Наиболее остро эта проблема стоит в удаленных районах Сибири и Дальнего Востока, где расстояния между населенными пунктами огромны, а какие-либо другие виды транспортных сообщений отсутствуют. В 2017 году в России насчитывалось: грузовых автомобилей ² 6,2 млн. шт., легковых ² 44,2 млн. штук, автобусов ² 890 тыс. шт. Учитывая повышение уровня доходов населения и тенденции социально-экономического развития страны, можно ожидать рост парка автомобилей на 1,5 млн. автомобилей в год. Прогнозируемый рост количества транспортных средств и увеличение объема грузовых и пассажирских перевозок на автомобильном транспорте без модернизации дорожной сети приведет к снижению скоростей движения, росту транспортных издержек и ухудшению экологической обстановки. 5
ГЛ ЛАВА 1 . Истори ический й очерк развити ия строи ительны ых и доро ожных м машин Пр рактическ кое испол строител льных ма ашин нача алось в X XIX веке, , оявилась и и начала применят ться паро овая маш шина. В н астоящее ьзование широко бщая ном менклатур ра строит ельных и и дорожны ых маши ин и обор рудования е я ятий стро й индустр рии, прим х при стр тве и эксии автомо оительной обильных х дорог и аэродром меняемых мов, вклю ючает бол наименоИх классиф фицирую ют по ряду азначению роительст лее 2000 ю машины ы подраз- - - на землер ройно-тра у признак ые, дроби ков. По на ильно-сор тировочн ные, упло тняющие е ипу дейст анспортны твия ² н на циклич чные и м ашины н непрерывн ного дей- когда по время об предприя плуатаци ваний. И деляют н и др.; по ствия; по о принци о мобильн ности ² н на передв вижные, с сборно-ра азборные и стацио онарные. Од дной из пе роительны ых машин н была мн ногоковш шовая пар овая зем- лка с двиг мощность ью 15 л. с с., постро а Ижорско е (рис. 1.1) ервых стр гателем м ) под руко оводством м А. Бета анкура ² оенная на директор ра Петерб ом заводе бургского о лечерпал в 1812 г. институт та инжене еров путе ей сообще ения. Ри ис. 1.1. Пер рвая в мир е паровая машина-з землечерпа алка Ижор рского зав ода рубежом м подобны ые землеч появилис сь на 18 л лет поздн ее. Паролечерпалк ки были в в 14 раз пр ительнее, лечерпалк ки, приво- - е живой с силой люд черпалки роизводи дей или к конной тя движени 1836 г. ме ехаником В. Отисо ом (США А) была и чем земл гой. зобретена а одна из з важней- оительны ых машин ² парово ой экскав ватор (рис с. 1.2). За вые земл димые в В ших стро 6
ГЛАВА 1. . Историческ И кий очерк р развития ст троительны ых и дорожн ных машин н Рис. 1.2. Э Экскаватор 1 ² ковш ш; 2 ² руко оять; 3 ² п подъемная цепь; 4 ² р В. Отиса подъемный : й барабан; 5 ² цепи барабана; 6 ² ² выдвижен ния и втяги ивания руко ояти; 7 ² с стрела; 8 ² ² звездочка вала; 9 ² вращ щающийся барабан; 6 6 и 10 ² тя яги подвеск а привода в ки стрелы; 11 ² вращ напорный колонка, н несущая стр релу; 12 ² ² путь перед движения; щающаяся 13 ² цеп пи поворота а стрелы; 1 14 ² ходов ые колеса от экскав ватор име мкостью 1,14 м3 и и управлял лся тремя я рабочи- восьми ра абочих, з л ковш ем анятых п подготовко ой пути и и передви машины. . е разработ тки грунт та (приво ода хода у экскава атора не ижением было) эк кскаватор р Эт ми при в По мере В. Отиса а мог заме 0 землекоп пов [1]. Во о второй п XIX в. н на землян ных работ ь конные е енить 150 половине скреперы ы-волокуш шки емко тах испол 1-0,3 м3, льзовалис а при ра асстоянии и совковоо возки бол образные лее 100 м м ² колес сные скре еперы емк остью 0,1 костью 0,2 2-0,3 м3 ( (рис. 1.3). Р Рис. 1.3. П ервый кол лесный скр репер на к конной тяг ге 7
МА АШИНЫ Д ДЛЯ СТРОИ ИТЕЛЬСТВ ВА, РЕМ МОНТА И СОДЕРЖА АНИЯ АВТ ТОМОБИЛ ЬНЫХ ДОР РОГ В с XIX в. в лось выра авнивание е дорог б бревнами, , середине волочили ись конно в России п ой тягой. В применял В 70-х го одах в СШ ША появил лись перв вые грей- редставляю ющие соб бой нож-о отвал, под двешенны ый к телег ге, которы ый срезал л сдвигал е я тому, чт то был по в плане п под углом м к оси доро его вбок оги. Вско благодаря ре телега а была зам менена ме овернут в еталличес ской рамо ой на же- которые деры, пр грунт и 45-70 к лезных к колесах, п появился м механизм м подъема ания ножа а. В к конце XI X в. в Ро оссии нач чалось пр а и опуска роизводст тво паров вых катко ов массой й 10 тонн п при мощн ности 15-25 л. с. (р рис. 1.4). Рис. 1.4 4. Паровой каток Кол ломенског о завода Пе чественно ой конст был вы ыпущен в в 1869 г. . аток отеч ины XIX в. для др робления щебень н начали пр рименять ь трукции камня на Со второ щековые На ервый ка ой полови е дробилк а строите ки. ельстве д анкт-Пете ² Москва были пр рименены ы ороги Са подвесны вшие с по ербург ² омощью п паровых л лебедок. ервые маш ые молоты шины, как о, были ц или частич , свайные Пе XIX в., с м примен целиком и нения пар чно дерев ивода, же вянными, елезо вы- з всех нес ы, работав к правило с началом сущих ко ий. Маши ового при ны часто передвиг гались на а о в конце дерево из ных катка ах или кол лесах, не и нструкци имея ходо ового мех и только теснило деревянн сь парк м строител ханизма. льства, ре емонта и содержа- ог в 1913 в том чис поливочн ных бочек машин и г. насчит оборудов ывал 600 сле: 146 п ипа, 324 к катка (24 8 конных к х вания для 0 единиц, й примит ой тяге, 49 ровых), 14 чистителе для заби ивки мост тивного ти товых сва ай, 4 кирк ковщика, 2 камне- Ве ния доро на конно и 76 пар дробилки 9 снегооч 4 копров ]. В с и и др. [2 связи с не едостатко ом машин н дорожны ые работы ы выполн нялись в о основном м ю. Начало дорожном му машин ностроен ию в ССС СР было п положено . жском зав оде в г. П Петрозаво одске. В 1929-193 л пные грей йдеры, ко олесные с скреперы 0 г. Онеж с ковшом жский зав м емкость о в 1926 г. вод начал ью 0,5 м3. . вручную на Онеж выпускат Количест ть прицеп тво доро ожных ма ашин, вы ыпускаем мых Онеж жским за аводом, н не могло о 8
ГЛАВА 1. Исторический очерк развития строительных и дорожных машин покрыть потребности страны, поэтому к их выпуску приступили заводы Кременчуга, Рыбинска, Николаевска, Челябинска, Кургана и др. Объем производства строительных и дорожных машин в СССР к 1970 г. превысил уровень 1939-1940 гг. почти в 400 раз [2]. С 1970 г. стали переходить от механизации отдельных процессов к комплексной механизации дорожных работ при помощи рационально подобранных машин, увязанных между собой по производительности. 1.1. Научные направления совершенствования дорожных машин Усилия конструкторской мысли по-прежнему направлены на повышение производительности, маневренности, долговечности машин и уменьшение их массы, облегчение и автоматизацию управления. Расширяется унификация и стандартизация как самих машин, так и отдельных их узлов и деталей. Перспективы развития дорожного машиностроения показаны на схеме (рис. 1.5) [10]. Улучшение функциональных свойств машин и совершенствование рабочих органов на базе достижений техники и фундаментальных наук На базе использования новых физических эффектов На базе использования традиционных методов Использование эффектов, снижающих трение Использование методов газовой динамики Использование методов гидродинамики Создание машин большей единичной мощности и размера на базе модулей Использование колебаний высокой и сверхвысокой частоты Энергонасыщение машин, повышение рабочих и транспортных скоростей Термическое воздействие Лазерное воздействие Комбинирование методов Оснащение машин адаптирующимися рабочими органами, хорошо приспособленными к различным условиям эксплуатации Плазменное воздействие Рис. 1.5. Направления совершенствования дорожных машин и оборудования 9
МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА,
РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
1.2. Основы комплексной механизации и автоматизации
технологических процессов
Строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог требуют высокоэффективного обслуживания средствами механизации. Механизация работ
является основным фактором повышения производительности труда и улучшения качества работ.
Работы, в которых строительные процессы полностью или частично выполняются с помощью машин и механизмов, называют механизированными.
Например, к механизированным работам будет отнесено возведение земляного
полотна, когда разработка грунта, перемещение, разравнивание и уплотнение
его будет выполнено дорожной техникой, а планировка откосов ² вручную.
Механизация резко повышает производительность труда. Например, выработка
одного рабочего при приготовлении цементобетонной смеси вручную состав-
ляет 2,5-4,0 м3 за смену, а при использовании бетономешалки ² 15 м3 за смену,
1 бульдозер заменяет 150 землекопов.
Уровень механизации строительства оценивают по формуле:
ʢˏ ൌܳˏȀܳˑ˄˜ ͳͲͲ Ψ, (1.1)
где ܳெ ² объем механизированных работ, ˏଷ;
ܳˑ˄˜ ² общий объем работ, ˏଷ.
Уровень механизации труда характеризует степень использования ручного
труда:
ʢˏ˕ = (˚ˏ/˚ˑ˄˜) ā 100 , (1.2)
где чм, ˚ˑ˄˜ ² численность работников, занятых на механизированных операциях, и общая численность рабочих.
Комплексной механизацией называют такую организацию труда, когда
комплект машин выполняет полный цикл работ.
ʢˍˏ ൌܳˍˏȀܳˑ˄˜ ͳͲͲ Ψ, (1.3)
где ܳˍˏ ² объем работы, выполняемый комплектом машин без использования
ручного труда.
Комплексная механизация освобождает человека от тяжелого физического
труда при непосредственном выполнении рабочих операций.
Автоматизация является высшей формой комплексной механизации. Она
позволяет осуществлять производственные процессы и управление ими без
участия человека. Автоматизация обеспечивает резкое повышение производительности труда. Например, выработка одного рабочего на автоматизированном
цементобетонном заводе составляет 80 м3 цементобетонной смеси в смену против 15 м3 на заводе без автоматизации. Кроме того, автоматизация облегчает
условия труда на производстве, улучшает качество выпускаемой продукции,
снижает затраты энергии на единицу продукции и стоимость.
10