Общие сведения механизации строительства асфальтобетонных покрытий

Содержание

 

Введение                                                                                                                       3

1. Этапы развития механизации                                                                       5
2. Общие сведения о дорожно-строительных машинах                                  7
3. Строительство асфальтобетонных покрытий с использованием машин 9

Заключение                                                                                                                 14

Список литературы                                                                                                    15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

За последние годы грузоподъёмность и скорость движения транспортных средств  значительно возросли. Увеличиваются  нагрузки на дорожное покрытие, которое  должно обеспечить безопасное движение транспорта и противостоять погодно-климатическим  факторам. Возрастают требования к  транспортно-эксплуатационным показателям  покрытий.

Темпы дорожного строительства  в России непрерывно растут. Резкое увеличение выпуска автомобилей  выдвинуло перед строителями  автомобильных дорог повышенные требования как к ускорению ввода  в эксплуатацию новых и реконструированных дорог, так и в области повышения  их качества, долговечности и надёжности, а также безопасности движения.

Асфальтобетон является наиболее распространённым материалом для покрытий автомобильных дорог и широко используется во всём мире с прошлого века. Однако асфальтобетонные покрытия постепенно исчерпывают свои физические возможности длительно сохранять  высокую прочность и сплошность при столь высоких нагрузках. Особенно это характерно для суровых климатических условий Сибири и Крайнего Севера. 

Благоприятные условия для  дальнейшего совершенствования  дорожного строительства создаются  в результате значительного роста  материальной базы дорожно-строительных организаций и ускоренного развития дорожной науки и техники.

Промышленность поставляет для дорожного строительства  всё более мощные и высокопроизводительные машины. Технология производства работ  базируется на широком внедрении  комплексной механизации с постепенным  переходом к автоматизации отдельных  технологических процессов и  видов работ. Шире применяются местные  материалы и грунты, укреплённые  органическими и минеральными вяжущими. Получают распространение новые вяжущие материалы и различные поверхностно-активные вещества.

Применение новых машин, материалов и разработка более совершенных  технологических схем требуют соответствующего повышения уровня организации строительства. Чем сложнее задачи строительства  и чем больше сосредоточено на каждом объекте трудовых и материально-технических  ресурсов, тем труднее управлять  ими.

Сложность производства дорожно-строительных работ усугубляется зависимостью их технологии от погодных и климатических  условий. В зависимости от периодов года, температурных и других климатических  условий изменяется удобоукладываемость и удобообрабатываемость многих дорожно-строительных материалов. Это влечёт за собой необходимость изменения технологии производства работ.

В таких сложных, непрерывно изменяющихся условиях выполнение больших  объёмов механизированных дорожно-строительных работ с обеспечением целесообразного  использования наличных парков современных  высокопроизводительных машин может  быть успешным только при тщательной и комплексной разработке организации  всех видов работ.

Цель данного реферата – дать общие сведения о механизации строительства асфальтобетонных покрытий.

Достижение цели потребовало  решения следующих задач:

- дать определение основным  понятиям: механизация, асфальтобетонное  покрытие;

- перечислить основные  этапы развития механизации в дорожном строительстве;

- охарактеризовать через  классификацию дорожно-строительные  машины;

- кратко раскрыть общую технология строительства асфальтобетонных покрытий с использованием машин.

1. Этапы развития механизации

 

Механизация дорожных работ  - выполнение основных, наиболее трудоемких производственных процессов строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и мостов с помощью машин. При этом обеспечиваются повышение производительности и качества работ, уменьшение сроков строительства, реконструкции и ремонта дорог, улучшение условий труда дорожных работ и, как правило, снижение стоимости работ.

Таким образом, основным назначением  дорожно-строительных и путевых  машин является увеличение производительности и облегчение труда рабочих, занятых  на строительстве и при эксплуатации дорог, а также повышение качества выполняемых работ и снижение их стоимости. 
Современное дорожное строительство состоит из ряда сложных взаимозависимых технологических процессов, для выполнения которых требуется большое количество машин различного назначения

Первые попытки механизировать труд при строительстве относятся к началу Х1Х в., этому в значительной степени способствовало изобретение первой машины. Так, в 1809 г. в Петербурге Бетанкуром была предложена плавучая землечерпалка. В 1835 г. появился первый паровой экскаватор. Однако развитие шло медленно. В 1839 г. мировой парк экскаваторов составлял всего 7 машин, 4 из которых работали в России. Первые дробилки появились в 1858 г. В 1875 г. был построен первый грейдер-элеватор, а в 1887 г. – первый грейдер. Обе эти машины работали на конной тяге.

Развитию дорожно-строительных машин способствовало изобретение  гусеничного хода и двигателей внутреннего  сгорания, в частности дизельных  двигателей. Так уже в 1912 г. появились  экскаваторы на гусеничном ходу.  
В развитие теории машин большой вклад внесли профессора: А. И. Анохин,            М. Н. Летошнев, инженеры В. А. Кондрашков, Г. Д. Курков, В. А. Либин, Н. В. Кустов и др. Крупные научные исследования по разработке грунтов выполнены акад. В. П. Горячкиным, профессорами Н. Г. Домбровским, М. Х. Пищлевским, А. Д. Далиным, Е. Р. Петерсом, А. Н. Зелениным.

В настоящее время широко известны в области дорожных машин  такие ученые, как: И. Я. Кархуты, К. П. Серов, И. П. Барадачев, Ф. П. Катаев, М. М. Эстрин, В. Н. Саламатин, А. С. Чубик и др.

Благоприятные условия для  дальнейшего совершенствования  дорожного строительства создаются  в результате значительного роста  материальной базы дорожно-строительных организаций и ускоренного развития дорожной науки и техники.

Промышленность поставляет для дорожного строительства  всё более мощные и высокопроизводительные машины. Технология производства работ  базируется на широком внедрении  комплексной механизации с постепенным  переходом к автоматизации отдельных  технологических процессов и  видов работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Общие сведения о дорожно-строительных машинах

 

Применение новых машин, материалов и разработка более совершенных  технологических схем требуют соответствующего повышения уровня организации строительства. Чем сложнее задачи строительства  и чем больше сосредоточено на каждом объекте трудовых и материально-технических  ресурсов, тем труднее управлять  ими.

Система машин для комплексной  механизации и автоматизации  строительства автомобильных дорог и аэродромов включает пять основных групп машин, определяемых их технологическим назначением:

- для строительства земляного полотна;

- для строительства дорожных одежд и покрытий;

- для строительства водопропускных сооружений (труб, мостов и др.) и укреплений откосов;

- для добычи и приготовления дорожно-строительных материалов;

- технологический транспорт.

Система и комплекс машин для содержания и ремонта автомобильных дорог и аэродромов также состоят из пяти основных групп машин:

- для летнего и зимнего содержания;

- для маркировки проезжей части, содержания обстановки пути, озеленения и благоустройства;

- для ремонта земляного полотна, сооружений, водоотвода и полосы отвода;

- для ремонта и восстановления дорожных одежд и покрытий;

- для ремонта и содержания искусственных сооружений.                              Конструкция и параметры дорожных машин определяются специфическими особенностями строительства и каждой операции технологии производства соответствующих видов работ:

- линейной протяженностью работ и их удалением от производственных баз;

- частой повторяемостью, цикличностью и синхронизацией операций;

- жесткой регламентацией ряда операций во времени (охлаждением асфальтобетонной смеси и др.);

- увязкой производительности машин комплекта между собой и со скоростью технологического процесса;

- большими объемами транспортных операций;

- высоким качеством уплотнения; высокой точностью планировки;

- обеспечением высокой стабильности свойств строительных смесей и других строительных материалов;

- необходимостью изменения номенклатуры ряда смесей и их свойств путем использования гибких автоматизированных производств (ГАП);

- увеличением объемов работ по реконструкции дорог и необходимостью регенерации старого материала;

- использованием в качестве строительных материалов отходов производств, новых перспективных материалов (геотекстиля, полимеров, композитов и др.), а также строительных конструкций высокой заводской готовности.

При требуемом высоком  качестве работ машины должны обеспечить:

- существенное сокращение ручного труда, материальных и энергетических затрат;

-  высокую надежность требуемого темпа строительства;

-  эффективную эксплуатацию сооружения независимо от времени года и климатических условий

- полностью отвечать требованиям эргономики, охраны труда и экологии.

3. Строительство асфальтобетонных покрытий                                                   с использованием машин

 

Асфальтобетоном называется материал, который получается после уплотнения асфальтобетонной смеси, приготовленной путем смешения в смесителях в нагретом состоянии щебня (гравия) различной крупности, природного или дробленого песка, минерального порошка и нефтяного дорожного битума, взятых в определенных соотношениях. Свойства асфальтобетонных смесей и асфальтобетона должны соответствовать требованиям ГОСТ 9128-76.

В зависимости от вида каменного  материала асфальтобетоны подразделяются на: щебеночные, состоящие из щебня, песка, минерального порошка и битума; гравийные, состоящие из гравия, песка или песчано-гравийного материала, минерального порошка и битума; песчаные, состоящие из песка, минерального порошка и битума.

Асфальтобетоны в зависимости  от вязкости применяемого в них битума и температуры асфальтобетонных смесей при укладке в конструктивный слой подразделяются на горячие, теплые и холодные.

Технология постройки покрытия из горячих и теплых асфальтобетонных cмесей состоит из следующих операций: подготовки основания, транспортирования смеси, укладки и ее уплотнения в слоях покрытия.

Операция

1. Очистка  дорожного основания от пыли и грязи

2. Подвозка  и розлив жидкого битума по  основанию

3.1 Доставка горячей смеси с разгрузкой в бункер асфальтоукладчика и укладка смеси асфальтоукладчиком

3.2 Укатка слоя смеси средним катком

3.3Укатка слоя смеси тяжелым катком

 

Основание перед укладкой смеси тщательно очищают от пыли и грязи, для того, чтобы асфальтобетонное покрытие имело с ним прочное  сцепление. Для удаления пыли и грязи  применяют механические щетки. Сцепление  покрытия с нижележащим слоем  усиливается подгрунтовкой эмульсией или жидким битумом за одни - двое суток до укладки покрытия. Расход вяжущего для под-грунтовки составляет 0,5...0,6 л/м².

После проверки на заводе качества и температуры асфальтобетонную смесь транспортируют к месту  работ автомобилями-самосвалами.

Для укладки асфальтобетона необходимо создать механизированные звенья, в состав которых должны войти асфальтоукладчики, моторные катки и вспомогательные машины и приспособления (дорожные щетки, передвижные битумные котлы, передвижная электростанция и т.п.). Состав звена зависит от скорости потока и вида асфальтобетонной смеси.

Технологическая схема устройства асфальтобетонного покрытия показана на рисунке 1.

 

 

 

Рис.1.Технологическая схема устройства асфальтобетонного покрытия: 
1 – автомобиль – самосвал; 2 – асфальтоукладчик; 3 – легкий каток; 4 – тяжелый каток.

 

Укладку нижнего  слоя покрытия ведут с опережением верхнего на одну сменную захватку для создания задела (опережающего фронта работ). Для одновременной укладки верхнего и нижнего слоев покрытия необходимо иметь два (или более) асфальтосмесителя, которые одновременно готовят смеси различного гранулометрического состава.

Особое внимание следует  обращать на уплотнение смеси, так как  степень уплотнения оказывает большое  влияние на физико - механические показатели асфальтобетона. Для уплотнения смеси применяют легкие, средние и тяжелые катки статического действия с металлическими вальцами, вибрационные катки или катки на пневматических шинах. Укатку начинают легкими катками от края проезжей части к середине с перекрытием следа на 20...25 см. Число проходов зависит от типа смеси, вязкости битума и толщины уплотняемого слоя.

В последние годы получили распространение катки с вибровальцами массой от 1,5...1,8 до 6...8 т. По эффекту уплотнения они заменяют катки массой 10...15 т статического действия.

Строительство асфальтобетонных покрытий на бетонном основании ведется  поточным способом. В потоке участвуют  отдельные звенья с комплектом машин, выполняющих земляные, бетонные работы, установку бордюрных камней и  асфальтобетонные работы.

Звено I выполняет земляные работы. В зависимости от конкретных местных условий в его составе  могут быть различные машины по разработке, планировке и уплотнению грунта: экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, катки  и др. О выборе необходимых машин  и механизмов, способах производства работ и подготовке земляного  полотна было сказано ранее.

Звено II занимается устройством  песчаного подстилающего слоя. Автосамосвалы  доставляют в корыто земляного полотна  песок, который разравнивается и  планируется бульдозером, а уплотняется  катком. Слой песка можно разравнивать, планировать и уплотнять с  помощью профилировщика. Для лучшего  уплотнения и перед укладкой бетона в летнее время слой песка иоливается водой из поливочной машины.

Звено III устраивает бетонное основание. Товарный бетон к месту  его укладки доставляется с заводов  автосамосвалами, а процессы разравнивания  и уплотнения бетонной смеси выполняет  бетоноукладчик на гусеничном ходу. За бетоноукладчиком перемещается машина, нарезающая шов. Швы заливают мастикой с помощью приспособления, смонтированного  на базе автогудронатора. Если в период ухода за бетоном не применяют пленкообразующие материалы, поверхность основания покрывают слоем песка и регулярно увлажняют либо поливочной машиной, либо автоматическими разбрызгивателями воды. Технология устройства бетонного основания со швами расширения и сжатия аналогична технологии устройства цементобетонного покрытия. Для лучшего сцепления асфальтобетонного покрытия с бетонным основанием поверхность последнего должна быть шероховатой.

Звено IV с помощью специального клещевого захвата, смонтированного  на тракторе, производит установку  бортового камня.

Звено V укладывает асфальтобетонное покрытие. Предварительно поверхность  бетонного основания тщательно  очищают от песка и пыли с помощью  навесного оборудования, смонтированного  на базе трактора. Чтобы обеспечить хорошее соединение асфальтобетонного  покрытия с бетонным основанием, на его поверхность наносят битумную эмульсию с помощью навесного  оборудования, смонтированного на базе трактора тон же марки. Асфальтобетонную смесь доставляют к месту строительства  автосамосвалами  и разгружают в  бункер асфальтоукладчика. Из питателей смесь подается к шнеку, который распределяет ее по полосе. Смесь предварительно уплотняют трамбующим брусом асфальтоукладчика производительностью 100 т/ч. Толщина укладываемого слоя 15... 150 мм. Уложенная асфальтоукладчиком смесь уплотняется сначала легким катком  массой 6...8 т с 6...8 проходами, а затем тяжелым катком  массой 10...12 т с 14... 18 проходами по каждой полосе. Укатку считают законченной, когда после прохода тяжелого катка на покрытии не остается следа, а на поверхности появляется глянец. Для укладки асфальтобетонного покрытия толщиной 20...200 мм на полосе шириной 2,5...7,5 м применяют укладчик «Супер-204» (ФРГ) производительностью 500 т/ч. Он может работать как с ручным управлением, так и в автоматическом режиме по копиру. Все процессы по обеспечению заданной толщины покрытия, по выдерживанию продольного и поперечного уклона проезжей части выполняются нивелирующим следящим устройством с электронным автоматическим управлением.

Для окончательного и равномерного уплотнения асфальтобетонной смеси  применяют трехвальцовыс катки с одним задним ведущим или тремя ведущими вальцами. В таких катках происходит автоматическое перераспределение собственной массы я сосредоточение его на среднем вальце для ликвидации выступающей поверхности на покрытии. Ровность асфальтобетонного пок-.рытия проверяют рейкой длиной 3 м, просвет под которой не должен быть более 5 мм. Более качественное уплотнение асфальтобетонной смеси достигают применением вибрационных катков.

На затвердевший бетон  укладывают асфальтобетонные покрытия в два слоя из мелкозернистого  и крупнозернистого асфальтобетона.

Примером всему выше изложенному  может служить рисунок 2, где представленная технологическая схема устройства дорог.

Рисунок 2. Технологическая схема устройства дорог с асфальтобетонным покрытием по основанию из цементобетона

 

Заключение

 

Современная технология строительного  производства основана на выполнении строительных процессов комплексно-механизированным   способом.

При комплексной механизации  все основные и вспомогательные, тяжелые и трудоемкие процессы выполняются  машиной или комплектом машин. Машины, входящие в комплект, должны быть взаимоувязаны  по основным параметрам, что дает возможность  лучше их использовать и получить высокие технико-экономические показатели. Результатом комплексной механизации  строительного производства должно быть обеспечение заданного темпа  строительства и достижение наилучших  для данных конкретных условий показателей  производительности и стоимости  строительно-монтажных работ.

Основными рабочими единицами  строительно-монтажных процессов  являются комплекты и комплексы  машин, которые составляют машинные парки дорожно-строительных организаций. Эффективность их использования  зависит от многочисленных факторов. При наличии одних и тех  же производственных возможностей на предприятии можно получить различные  результаты в зависимости от того, насколько целесообразно сформированы комплекты и комплексы машин, определена структура парка машин, каков уровень организации строительного  производства.

Продукция дорожно-строительного  предприятия может быть получена с использованием различных технологий, а значит, и отличающимся друг от друга типом и количеством машин и механизмов. Один и тот же технологический процесс может быть выполнен различными машинами, отличающимися друг от друга как принципом работы, так и техническими параметрами.

 

Список литературы

 

1.  Иванов В. Н, Несов К. Н. Эффективное развитие парка машин дорожно-строительной организации // Машины и процессы в строительстве. Сб. науч. тр. № 5. – Омск: СибАДИ, 2004. – С. 109 - 111
2. Инструкция по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий. ВСН 14-95/ Департамент строительства Мосстройлицензия. – Москва 1995
3. Комплексная механизация и автоматизация. – URL: http://roadmachine.ru/spectech/complex.html
4. Пермяков В. Б., Иванов В. Н. Пути повышения эффективности работы систем машин в дорожном строительстве// Строительство. – 2000. - № 11 – С. 82-86.
5. Пермяков В. Б., Иванов В. Н. Эффективность использования средств механизации в строительном производстве: монография. - Омск: СибАДИ, 2002 -192 с
6. Пермяков В.Б. Комплексная механизация строительства. – М.: Высшая школа, 2005. – 383 с.
7. Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий/ Министерство транспортного строительства государственный всесоюзный дорожный научно-исследовательский институт Минтрансстроя. – Москва: Транспорт, 1978
8. Справочная энциклопедия дорожника. ТОМ 1. Строительство и реконструкция автомобильных дорог/ под ред. А.П. Васильева. – Москва,2005. – Режим доступа: http://www.aesystem.ru/gost/Data1/51/51536/ index.htm#i1055827
9. Строительство асфальтобетонных покрытий// Все о строительстве дорог. – URL: http://woodroads.ru/tehnologiya-stroitelstva-pokrytii/79-asfaltobetonstroitelstvodorog.html
10. Строительство и ремонт дорожных асфальтобетонных покрытий/ М.С. Мелик-Багдасаров, К.А. Гноев, Н.А. Мелик-Багдасарова. – Белгород,2007
11. Технологическая карта  на устройство асфальтобетонного покрытия автомобильных внутриквартальных дорог 120-05 ТК . – URL: http://www.stroyplan.ru/docs.php?showitem=46594