Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог

Покупка
Основная коллекция
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.
Цупиков, С. Г. Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог: Учебное пособие / Цупиков С.Г., Казачек Н.С. - Вологда:Инфра-Инженерия, 2018. - 184 с.: ISBN 978-5-9729-0226-2. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/989272 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

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

УДК 69.002.5(0.75.8)
ББК 621.86/87
    Ц 86



ФЗ №436-Ф3

Издание не подлежит маркировке в соответствии сп. 1ч.4ст. 11

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. - 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 строительством, 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 элементов 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 автомобильных 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 дорогам общего пользования будут отнесены муниципальные дороги. По предварительным результатам инвентаризации их протяженность оцениваются в 544,3 тыс. км. Таким образом, общая протяженность федеральных, территориальных 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 относятся 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 дорог 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 — 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 — 6,2 млн. шт., легковых — 44,2 млн. штук, автобусов — 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

                ГЛАВА 1. Исторический очерк развития строительных и дорожных машин





      Практическое использование строительных машин началось в XIX веке, когда появилась и начала широко применяться паровая машина. В настоящее время общая номенклатура строительных и дорожных машин и оборудования предприятии строительной индустрии, применяемых при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог и аэродромов, включает более 2000 наименований. Их классифицируют по ряду признаков. По назначению машины подразделяют на землеройно-транспортные, дробильно-сортировочные, уплотняющие и др.; по принципу действия — на цикличные и машины непрерывного действия; по мобильности — на передвижные, сборно-разборные и стационарные.
      Одной из первых строительных машин была многоковшовая паровая землечерпалка с двигателем мощностью 15 л. с., построенная на Ижорском заводе в 1812 г. (рис. 1.1) под руководством А. Бетанкура — директора Петербургского института инженеров путей сообщения.


Рис. 1.1. Первая в мире паровая машина-землечерпалка Ижорского завода

      За рубежом подобные землечерпалки появились на 18 лет позднее. Паровые землечерпалки были в 14 раз производительнее, чем землечерпалки, приводимые в движение живой силой людей или конной тягой.
      В 1836 г. механиком В. Отисом (США) была изобретена одна из важнейших строительных машин — паровой экскаватор (рис. 1.2).


6

ГЛАВА 1.
Исторический очерк развития строительных и дорожных машин

Рис. 1.2. Экскаватор В. Отиса:
1 — ковш; 2 — рукоять; 3 — подъемная цепь; 4 — подъемный барабан; 5 — цепи барабана;
6 — выдвижения и втягивания рукояти; 7 — стрела; 8 — звездочка привода вала;
9 — вращающийся напорный барабан; 6 и10 — тяги подвески стрелы;
11 — вращающаяся колонка, несущая стрелу; 12 — путь передвижения;
13 — цепи поворота стрелы; 14 — ходовые колеса

     Этот экскаватор имел ковш емкостью 1,14 м³ и управлялся тремя рабочими при восьми рабочих, занятых подготовкой пути и передвижением машины. По мере разработки грунта (привода хода у экскаватора не было) экскаватор В. Отиса мог заменить 150 землекопов [1].
     Во второй половине XIX в. на земляных работах использовались конные совковообразные скреперы-волокушки емкостью 0,1-0,3 м³, а при расстоянии возки более 100 м — колесные скреперы емкостью 0,2-0,3 м³ (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Первый колесный скрепер на конной тяге

7

МАШИНЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА,
РЕМОНТА И СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

     В середине XIX в. в России применялось выравнивание дорог бревнами, которые волочились конной тягой. В 70-х годах в США появились первые грейдеры, представляющие собой нож-отвал, подвешенный к телеге, который срезал грунт и сдвигал его вбок благодаря тому, что был повернут в плане под углом 45-70° к оси дороги. Вскоре телега была заменена металлической рамой на железных колесах, появился механизм подъема и опускания ножа.
     В конце XIX в. в России началось производство паровых катков массой 10 тонн при мощности 15-25 л. с. (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Паровой каток Коломенского завода

     Первый каток отечественной конструкции был выпущен в 1869 г. Со второй половины XIX в. для дробления камня на щебень начали применять щековые дробилки.
     На строительстве дороги Санкт-Петербург — Москва были применены свайные подвесные молоты, работавшие с помощью паровых лебедок.
     Первые машины, как правило, были целиком или частично деревянными, и только в конце XIX в., с началом применения парового привода, железо вытеснило дерево из всех несущих конструкций. Машины часто передвигались на деревянных катках или колесах, не имея ходового механизма.
     Весь парк машин и оборудования для строительства, ремонта и содержания дорог в 1913 г. насчитывал 600 единиц, в том числе: 146 поливочных бочек на конной тяге, 49 снегоочистителей примитивного типа, 324 катка (248 конных и 76 паровых), 14 копров для забивки мостовых свай, 4 кирковщика, 2 камнедробилки и др. [2].
     В связи с недостатком машин дорожные работы выполнялись в основном вручную. Начало дорожному машиностроению в СССР было положено в 1926 г. на Онежском заводе в г. Петрозаводске. В 1929-1930 г. Онежский завод начал выпускать прицепные грейдеры, колесные скреперы с ковшом емкостью 0,5 м³. Количество дорожных машин, выпускаемых Онежским заводом, не могло

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].


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 — вручную. Механизация резко повышает производительность труда. Например, выработка одного рабочего при приготовлении цементобетонной смеси вручную составляет 2,5-4,0 м³ за смену, а при использовании бетономешалки — 15 м³ за смену, 1 бульдозер заменяет 150 землекопов.
     Уровень механизации строительства оценивают по формуле:
Ум = СмЖбщ • 100%,                        (1.1)
где  QM — объем механизированных работ, м³;
     Собщ — общий объем работ, м³.
     Уровень механизации труда характеризует степень использования ручного труда:
Умт = (Чм/Чобщ) • 100 %,                  (1.2)
где чм, чобщ — численность работников, занятых на механизированных операциях, и общая численность рабочих.
     Комплексной механизацией называют такую организацию труда, когда комплект машин выполняет полный цикл работ.
Укм = Qkm/Qo6I₄ • 100 %,                  (1.3)
где Qₖₘ — 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