Цупиков С.Г. (ред.) Справочник дорожного мастера

Подождите немного. Документ загружается.

Угол наклона  определяет глубину погружения режущего края ножа в

грунт. Глубина и ширина, а также поперечный профиль вырезаемой стружки

грунта связаны с углом .

Угол наклона изменяют в зависимости от свойств и состояния грунта в

пределах от 0 до 65°. Рациональные значения углов ,  и  при возведении

насыпей приведены в табл. 3.6.2.

Таблица 3.6.2

Рекомендуемые значения углов ,  и  в зависимости от выполняемой работы

Вид работы Углы, град.

захвата резания наклона

Зарезание грунта

Перемещение грунта

Разравнивание грунта

Планировка

30...45

35...50

до 70

до 60

35...40

до 60

до 40

До 15

11...13

до 3

до 18

Производительность автогрейдера при возведении насыпи зависит, прежде всего, от

размера вырезаемой стружки грунта, скорости движения и последовательности проходов

по резанию и перемещению. Увеличение размера стружки достигается предварительным

рыхлением грунта и рациональной установкой ножа.

До начала возведения насыпи необходимо обозначить ее границы и

границы боковых резервов. Первое зарезание грунта (борозду) делают на

расстоянии равном

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.6.1)

где В - ширина земляного полотна, м;

m - заложение откоса;

Н - высота насыпи, м;

l - длина отвала, м;

 - угол захвата, град.

Возведение насыпи ведут от внутренней бровки резерва (рис. 3.6.2).

Перемещение грунта осуществляют за несколько проходов. Эта операция

наиболее трудоемка, она составляет до 75 % от общего числа проходов.

Рис. 3.6.2. Схема разработки резерва и отсыпки насыпи автогрейдером:

1 - 1-е зарезание; 2 - 2-е зарезание

Поэтому иногда производят два зарезания, после чего выполняют

перемещение этого грунта, затем вновь два зарезания и перемещение и т.д.

Укладку грунта производят одним из двух способов - вполуприжим и

вприжим.

При укладке грунта в насыпь вполуприжим перемещаемый вал грунта

укладывают с предыдущим на расстоянии между гребнями валов 0,4...0,5 м,

т.е. между ними имеются зазоры, заполняемые в последующем путем срезки

гребня валов автогрейдером. В этом случае толщина отсыпаемого слоя

грунта составляет 0,25...0,35 м. Этот способ, как правило, применяют при

высоте насыпи 0,5...0,75 м. В тех случаях, когда высота насыпи не превышает

0,5 м, целесообразнее отсыпку производить в один слой, укладывая грунт

вприжим. В этом случае вал грунта прижимают к ранее уплотненному

настолько, что из двух валов образуется один сплошной широкий вал

высотой до 0,5 м.

Рекомендуемая длина захватки при возведении насыпи из грунта боковых

резервов - 400...500 м. Зарезание грунта производится на I передаче

автогрейдера половиной длины ножа при наибольшей толщине срезаемой

стружки, а перемещение и разравнивание - на II и III передачах всей длиной

ножа. Углы установки ножа автогрейдера для выполнения операций по

зарезанию, перемещению и разравниванию грунта устанавливают согласно

табл. 3.6.2.

Производительность автогрейдера при возведении насыпи из грунта

двусторонних боковых резервов определяют по формуле

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ Z(3.6.2)

где Т - продолжительность смены, ч;

- коэффициент использования рабочего времени;

q = 2l

f - объем грунта, перемещаемый за один рабочий цикл, м

;

- длина захватки, м;

f - площадь поперечного сечения стружки в плотном теле, м

(для средних

автогрейдеров 0,12...0,16, для тяжелых 0,16...0,20);

- продолжительность цикла, с.

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.6.3)

где п - число проходов для перемещения грунта, приходящееся на один

проход зарезания;

- скорость движения при зарезании (0,69...0,97), м/с;

- скорость движения при перемещении грунта (1,1...1,67), м/с;

noв

- время поворота (80... 100), с;

nep

- время на перемену установки отвала (30...40), с.

Требуемое число проходов автогрейдера при зарезании п

и перемещении

определяют по формулам

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.6.4)

(3.6.5)

где п

- число проходов автогрейдера для зарезания грунта;

- площадь резерва, м

;

- коэффициент перекрытия проходов при зарезании (1,3...1,7);

- число проходов для перемещения грунта;

- расстояние от центра тяжести половины поперечного сечения насыпи до

центра тяжести поперечного сечения резерва, м;

- расстояние поперечного перемещения грунта за один проход;

 - коэффициент перекрытия проходов при перемещении грунта (1,15).

Величина поперечного перемещения грунта за один проход зависит от

длины отвала и угла захвата. В среднем она составляет от 2,1 до 3,6 м, а при

установке к отвалу удлинителя увеличивается на 0,4..0,6 м.

Данные о производительности тяжелых автогрейдеров при возведении

насыпей высотой до 0,75 м приведены в табл. 3.6.3.

Таблица 3.6.3

Производительность тяжелых автогрейдеров в зависимости от группы грунтов и

расстояния перемещения

Расстояние перемещения грунта, м Группа грунтов по трудности разработки

I II III

Производительность, м

/смену

10 310 260 235

20 160 135 120

30 105 92 80

3.7. Возведение земляного полотна из боковых резервов бульдозерами

Бульдозер представляет собой самоходную землеройно-транспортную

машину в виде гусеничного трактора или колесного тягача с навешенным на

него рабочим органом - отвалом. По типу управления отвалом различают

бульдозеры с гидравлическим и канатно-блочным управлением. При

гидравлическом управлении возможно принудительное заглубление отвала.

Наиболее часто на бульдозерах устанавливают прямые неповоротные

отвалы. В этом случае угол в плане между отвалом и осью трактора (угол

захвата) всегда равен 90°. У бульдозеров с поворотным отвалом

(универсальными) положение отвала в горизонтальной плоскости (в плане)

изменяется на угол 25...30°.

Бульдозеры часто снабжают рыхлителями, навешенными сзади на базовый

трактор. Такие бульдозеры-рыхлители являются удобным технологическим

агрегатом, производящим как послойное рыхление грунта, так и

последующее его зарезание и перемещение.

По номинальному тяговому усилию и мощности двигателя бульдозеры

условно разделяют на пять классов (табл. 3.7.1). Техническая характеристика

бульдозеров приведена в табл. 3.7.2.

Таблица 3.7.1

Класс бульдозеров

Бульдозеры Параметры

тяговое усилие, кН мощность двигателя, кВт

Малогабаритные

Легкие

Средние

Тяжелые

Сверхтяжелые

До 25

Св. 25 до 135

Св. 135 до 200

Св. 200 до 300

Св. 300

До 45

Св. 45 до 120

Св. 120 до 180

Св. 180 до 300

Св. 300

Таблица 3.7.2

Техническая характеристика бульдозеров

Тип и марка

машины

Базовый

трактор

Максимальное

тяговое усилие,

кН

Мощность

двигателя,

кВт

Ширина

отвала, м

Высота

отвала,

Заглубление

отвала, м

Подъем отвала над

опорной

поверхностью, м

ДЗ-186 ДТ-75Н 35 70 2,52 - - -

ДЗ-48В ДТ-75Н-

РС2

35 70 2,52 0,8...0,9 0,41 -

T-4AП2 3,92 95,5 2,84 1,05 0,30 -

ДЗ-162 ДТ-75Т 52,2 70 2,52 1,0 0,41 1,0

ДЗ-171.4 T-

170M.01

98 125 3,2 1,3 0,40 0,93

АМКОДОР-

875

- 256 257 3,08

Т-25.01БР-1 - 750 272 4,2 1,7 0,60 1,30

ДЗ-141УХЛ Т-500Р-1 850 372 4,8 2,0 0,72 1,67

ДЗ-48 К-702 - 147 3,64 1,2 0,30 1.05

ДЗ-18 Т-

130МГП

- 79 3,9 1,0 0,25 1,05

ДЗ-13 Т-130М - 79 3,2 1,2 0,10 1,10

ДЗ-28 Т-130.1Г-

- 118 3,9 0,98 0,45 1,05

ДЗ-34С ДЭТ-250 250 220 4,54 1,55 0,40 0,54

ДЗ-126В-1 ДЭТ-

250М-2

250 243 - - - -

Мощность двигателей современных бульдозеров от 15 до 600 кВт на гусеничном или

колесном базовом тракторе, и до 1200 кВт для бульдозеров на специальных тягачах.

Суммарные сопротивления движению бульдозера при наборе грунта равны

max

= Q

т.б

+ hlf

+ qf

, ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.7.1)

где Q

т.б

- масса бульдозера, кг;

- коэффициент сопротивления движению (0,1...0,12)

h - глубина зарезания, м;

l - длина ножа бульдозера, м;

- коэффициент сопротивления резанию грунта, равный 80000 н/м

;

q - масса грунта, перемещаемого за один цикл, кг;

- коэффициент сопротивления качению грунта по грунту (0,5).

При возведении земляного полотна из боковых резервов бульдозеры

применяют при высоте насыпи до 1,5 м и дальности перемещения грунта до

50 м.

Рабочий цикл бульдозера в процессе возведения земляного полотна

состоит из зарезания грунта, его перемещения, укладки и обратного

холостого хода бульдозера в забой (резерв). Разработку грунта начинают с

зарезения и набора. В зависимости от трудности разрабатываемого грунта

применяют следующие схемы зарезания.

Начинать зарезание необходимо при максимальном заглублении отвала,

уменьшая это заглубление по мере образования перед отвалом достаточного

количества грунта. Стружка зарезания при этом получает форму клина (рис.

3.7.1, а).

При разработке тяжелого грунта сопротивления резанию могут быть

настолько значительными, что из-за снижения частоты вращения двигателя

трактора потребуется поднятие отвала даже при недостаточном наборе

грунта перед ним. В этом случае следует повторить заглубление отвала, как

только двигатель трактора наберет нормальные обороты, причем повторение

этого приема может быть многократным. Стружка зарезания при такой

работе будет иметь гребенчатую схему (рис. 3.7.1, б).

Прямоугольное зарезание (рис. 3.7.1, в) применяют, когда заглубление по

условиям производства работ требуется относительно небольшим, например

при снятии растительного слоя толщиной 10...15 см.

Рис. 3.7.1. Схемы зарезания грунта бульдозером:

а - клиновая; б - гребенчатая; в - прямоугольная (стрелкой показано направление

движения машины)

Наиболее производительным является зарезание с образованием стружки

клиновидной формы. Однако, этот способ в ряде случаев не может быть

применен. Так, в твердых и пересохших грунтах, особенно, когда бульдозер

имеет канатно-блочную систему управления, отвал не всегда погружается в

грунт на требуемую глубину. В таких случаях зарезание следует производить

по гребенчатой схеме.

Разработку грунта в резервах, перемещение и распределение его

горизонтальными слоями в насыпи выполняют бульдозерами траншейным

способом (рис. 3.7.2). Первое зарезание грунта бульдозер производит на

внутренней части резерва, следующее - на внешней, так, чтобы образовалась

одна сплошная неглубокая траншея, перпендикулярная оси дороги.

Вырезанный грунт перемещают на насыпь и разравнивают слоями, также

перпендикулярно оси дороги, толщиной 20...30 см (в зависимости от

применяемых машин для уплотнения). Затем зарезание производят

параллельно первой траншее на расстоянии от нее 0,5...0,8 м. В дальнейшем

зарезание производят последовательно на всей захватке и получают грунт

для отсыпки всего первого слоя на этой захватке.

Рис. 3.7.2. Схема траншейной разработки бокового резерва бульдозером:

I-1...I-3; II-1...II-3 - последовательность зарезания грунта в резерве для отсыпки первого и

второго слоев насыпи; I-1'...I-3'; II-1'...II-3' - последовательность укладки грунта в первый

и второй слой насыпи; а - ширина траншеи; b - ширина стенок между траншеями

(0.5...0.8), м

После профилирования и уплотнения первого слоя насыпи производят

зарезание грунта бульдозером вновь на месте образованных траншей и в той

же последовательности, и получают грунт для отсыпки второго слоя насыпи.

Этот процесс повторяют столько раз, сколько слоев необходимо отсыпать на

каждом конкретном участке дороги. После разработки грунта для отсыпки

верхнего слоя насыпи производят срезку «стенок», образовавшихся между

траншеями и грунт от них также укладывают в верхний слой насыпи.

Производительность бульдозеров при разработке и перемещении грунта

зависит от мощности трактора, трудности разработки грунта, дальности его

перемещения, высоты возводимой насыпи.

В общем виде производительность (м

/смену) можно определить по

формуле

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.7.2)

где Т - продолжительность смены, ч;

- коэффициент использования рабочего времени, принимают 0,85...0,90;

q - объем грунта, перемещаемый за один цикл, м

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.7.3)

где l - длина отвала бульдозера, м;

Н - высота отвала, м;



- угол естественного откоса грунта, град.;

- коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, равный

= 1 - (0,005 + 0,004·L

);

, L

- длина пути, соответственно, набора грунта, его перемещения и

обратного хода, м;

, V

- скорость движения, соответственно, при наборе грунта

(0,7...1,0), перемещении (1,0... 1,5) и обратном ходе (1,5...3,0), м/с;

п - число переключений передач;

t - время на одно переключение передачи, принимают 3...5 с;

- время на установку отвала, 10...15 с;

- коэффициент разрыхления грунта, принимают 1,05...1,35.

Данные о производительности бульдозеров на тракторах мощностью

120...180 кВт приведены в табл. 3.7.3.

Таблица 3.7.3

Производительность бульдозеров в зависимости от дальности перемещения и группы

грунта

Дальность перемещения, м

Группы грунтов по трудности разработки

I II III

Производительность бульдозера, м /смену

10 1050 820 680

20 630 520 435

30 380 310 260

50 305 240 210

80 200 165 140

100 160 130 110

Для повышения производительности отвал бульдозера снабжают открылками и

козырьками или организуют спаренную работу бульдозеров.

В процессе перемещения грунта тяговая мощность трактора на первой

передаче используется не полностью. Поэтому при наличии открылков грунт

перемещают через два-три зарезания, т.е. грунт в насыпь перемещают

укрупненными порциями. Первое зарезание начинают в 4...6 м от внутренней

кромки резерва и оставляют грунт в промежуточном вале. Затем задним

ходом отводят бульдозер еще на 4...6 м от начала первого зарезания, снова

зарезают грунт и подают его в насыпь вместе с промежуточным валом

первого зарезания.

При спаренной работе двух бульдозеров с расстоянием между отвалами до

0,5 м для грунтов I, II групп и до 1,0 м для грунтов III группы повышается их

производительность в среднем на 15 %, уменьшаются потери грунта почти в

два раза, поскольку как бы увеличивается ширина захвата. Но синхронное

использование бульдозеров рационально при перемещении больших объемов

земляных масс и высокой квалификации машинистов.

Разравнивание грунта и планировку поверхности слоев производят

бульдозерами или автогрейдерами. Предварительное разравнивание часто

осуществляют в процессе послойной укладки грунта. Поверхности верхнего

слоя насыпи придают поперечный уклон 20...40‰ от оси к бровкам

земляного полотна. Поверхность остальных слоев планируют с таким же

уклоном только при длительных перерывах в работе для обеспечения стока

дождевой воды, в остальных случаях поверхность делают горизонтальной.

Производительность универсального бульдозера (м

/ч) при разравнивании

грунта составляет

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ (3.7.4)

где L - длина разравниваемого участка, м;

l - длина отвала бульдозера, м;

 - угол поворота отвала в плане (45...65°);

b - часть ширины пройденной полосы, перекрываемой при последующем

смежном проходе (обычно b = 0,3...0,5 м);

п - число проходов по одному следу (п = 1...2 прохода);

V - средняя скорость бульдозера при разравнивании грунта, м/с;

nов

- время на один поворот, с.

При длине разравниваемого участка 30...40 м целесообразно работать без

разворота трактора, что значительно экономит время. Разнообразие видов

работ, выполняемых бульдозерами, а также широкая номенклатура сменного

оборудования и приспособлений к ним делают бульдозер универсальной

машиной, незаменимой на любой стройке. На земляных работах в настоящее

время бульдозеры выполняют 30...40 % общего объема работ.

3.8. Возведение земляного полотна из боковых и сосредоточенных резервов

и грунтовых карьеров скреперами

Скрепер - землеройно-транспортная машина цикличного действия,

предназначенная для послойного вырезания грунта с набором его в ковш,

транспортирования набранного грунта и отсыпки его слоями в насыпь или

отвал с частичным уплотнением ходовыми колесами ковша и гусеницами

трактора. Скреперы ежегодно выполняют до 45 % от общего объема работ.

Их применяют для возведения насыпей из грунта боковых и

сосредоточенных резервов. Скреперы могут разрабатывать грунты I...III

групп (при разработке III группы требуется предварительное рыхление

грунта).

Промышленность выпускает прицепные скреперы к гусеничным и

колесным тягачам и самоходные, в которых тяговое и рабочее оборудование

объединено в одну машину. Прицепные скреперы наиболее целесообразно

применять при перемещении грунта на расстояние до 300...500 м, однако при

большей емкости ковша (10...15 м

) возможно использование таких

скреперов для перемещения грунта и на большее расстояние (до 1,0...1,5 км).

Полуприцепные и самоходные скреперы, обладающие высокой скоростью

движения (до 50...60 км/ч) и достаточной маневренностью, весьма

эффективны для перемещения грунта на расстояние до 2...3 км. Эти машины

особенно рационально применять для возведения насыпей из грунта

сосредоточенных резервов.