Предварительное рыхление грунта автогрейдером
Автогрейдеры (грейдеры) предназначены для резания грунта, его перемещения, укладки и разравнивания при строительстве автомобильных и железных дорог, аэродромов, площадей и г. п. Они используются для профилирования грунтовых дорог, возведения земляного полотна, срезки и планирования откосов выемок и насыпей, для вырезания корыта и боковых канав, разравнивания и перемешивания строительных материалов, а также для летнего и зимнего содержания дорог, улиц, проездов и т. д. Основные операции, выполняемые автогрейдерами,— зарезание, перемещение, разравнивание и планировка грунта.
Возведение насыпей. Как правило высота возводимых автогрейдерами насыпей не превышает 0,6 м (возможна большая высота — до 1 м, но при этом существенно уменьшается производительность).
Основными и наиболее трудоемкими операциями при возведении насыпей являются резание грунта, его перемещение, укладка и разравнивание. При этом из 100 рабочих проходов на резание приходится примерно 20—30, на перемещение 60—75 и на отделку 5—10. Строящаяся дорога разбивается па участки (захватки) длиной не менее 400—500 м. Однако выбор длины захватки связан с необходимостью учета рельефа местности, расположения водоотводных труб, мостов и т. д.
Рабочие операции по резанию, перемещению, укладке и разравниванию грунта выполняются в определенной последовательности ( 10).
Зарезание производится в резерве отвалом, установленным под острым углом в плане (угол захвата). Передний конец отвала погружается в грунт на требуемую глубину. При движении автогрейдера вырезаемый грунт смещается вдоль отвала в сторону возводимого земляного полотна и образует валик.
Нормальная работа обеспечивается при условии достаточно точного выполнения первого прохода, существенно влияющего на формирование рациональной схемы последовательности вырезания грунта. Поэтому его выполняют по разметке колышками или по вешкам. Все последующие проходы ориентируют по первому.
Поперечное перемещение грунта автогрейдерами ведется поочередно с зарезаниями. Валик грунта, образованный в результате зареза- ния, перемещается последовательными проходами к месту его укладки
Обычно на один проход по зарезаниго в зависимости от ширимы земляного полотна требуется до пяти проходов по перемещению. В результате перемещения осуществляется укладка валиков грунта тремя способами ( 10) вразбежку, вполуприжим и вприжим.
Укладка валиков вразбежку и вполуприжим используется чаще всего в тех случаях, когда требуется послойное уплотнение грунта в насыпи. Первый слой создается проходами от края насыпи к се оси с размещением валиков вразбежку и с последующим их разравниванием. Второй слой создается валиками, расположенными вполуприжим. Валики формируют от оси дороги к краю насыпи.
Укладка вприжим способствует частичному уплотнению грунта и используется при возведении насыпей, не требующих послойного уплотнения, а уплотняющихся за счет естественной осадки. При послойном уплотнении каждый слой требует разравнивания. Разравнивание ведут от края насыпи к оси дороги.
Все описанные выше операции выполняются автогрендерами (грейдерами) при их движении параллельно оси дороги. В конце захватки при наличии необходимого пространства производится полукольцевой разворот машины. В стесненных условиях выполняют разворот с использованием более сложных маневров.
На относительно коротких захватках работа автогрейдера ведется челночным способом с разворотом отвала в конце прохода. Если длина захватки менее 150 м, работу автогрейдера также целесообразно вести без разворотов, причем обратный ход является нерабочим и выполняется на повышенной скорости, допустимой условиями безопасности. Последовательность вырезания корыта показана на 11. При этом обычно достаточно восьми двойных проходов. Первым проходом вырезается грунт у оси дороги со смещением в сторону обочины, вторым — полученный валик грунта перемещается на обочину,"третьим проходом производится зарезание, но уже на расстоянии около i м от оси дороги. Четвертый проход разравнивает вырезанный грунт на обочине и придает ему необходимый поперечный уклон. Пятый и шестой проходы ведутся с зарезан нем и перемещением грунта, а седьмым и восьмым достигается окончательная отделка корыта.
Планировка поверхностей, срезка откосов насыпей и выемок, вырезание боковых канав выполняются по схемам соответствующих операций, описанных ранее.
Качество работы и производительность автогрейдера зависят от соответствия положения отпала характеру выполняемой операции
Тяговый расчет и производительность автогрейдера. Максимальная производительность автогрейдера достигается при полной реализации тяговой мощности, что имеет место при соответствии возникающих сопротивлений тяговым возможностям машины на данной передаче.
В общем случае сумма сопротивлений - действующих на автогрейдер, определяется равенством VW=Wf Н7р -j- Wnp -f W'or + W"T (1.50), где \Ff —- сопротивление перекатыванию автогрейдера с учетом уклона местности; U:*]; — — сопротивление резанию грунта; tt7np — сопротивление трению грунтовой призмы о грунт; W'^, W"n — сопротивления, возникающие от перемещения грунта вверх и вдоль по отвалу.
Наиболее высокой производительности можно добиться применением на сооружении земляного полотна комплектов машин, включающих бульдозеры, автогрейдеры и скреперы. Каждый тип машин используется на тех операциях технологического процесса, где применение его более эффективно. В передовых дорожно-строительных организациях применяется технология, в соответствии с которой нижнюю часть насыпи возводят автогрейдерами или бульдозерами, верхнюю — скреперами. Выработка такого комплекта возрастает до 185 % против получаемой при использовании однотипных машин. В строительстве невысоких насыпей определенную выгоду дает бригадный метод работы. Бригада состоит из 3 4 автогрейдеров, Один автогрейдер вырезает грунт, а 2-3 остальные машины его перемещают, укладывают и разравнивают. Рабочий орган каждой машины устанавливается в положение, соответствующее выполнению данной операции. При необходимости отвалы автогрейдеров, занятых на перемещении, наращивают удлинителями и снабжают козырьками. Это исключает непроизводительные затраты времени па переналадку рабочего оборудования. Описанный бригадный метод увеличивает производительность на 20—25
Существенному повышению производительности автогрейдеров способствует предварительное рыхление грунта в боковых резервах тракторными плугами и мпогостойковыми рыхлителями, что резко снижает удельное сопротивление резанию грунта отвалом и соответственно увеличивает поперечное сечение стружки, вырезаемой автогрейдерами за один проход. В результате этого на 10—60 % сокращается общее число проходов. При применении прицепных грейдеров целесообразно с одним тягачом мощностью 100— 130 л. с. агрегатировать плуг и два — три грейдера. Плуг рыхлит грунт на заданную глубину, а грейдеры его лишь перемещают. Однако следует иметь в виду, что объединение нескольких машин в один агрегат затрудняет их маневрирование. Поэтому описанный способ используется при большой длине захватки там, где это позволяет рельеф местности.
Рост производительности обеспечивают также рациональные приемы выполнения отдельных операций, использование активных рабочих органов и повышенных скоростей. Например, резание грунта стружками четырехугольного поперечного сечения уменьшает число проходов на 25—35 %. При этом порядок разработки резерва должен быть примерно таким, как показано на 10.
Исследования, выполненные в Харьковском автомобильно-дорожном институте, показали, что целесообразно в ряде случаев использовать газовую смазку рабочей поверхности отвала. Производительность при этом увеличивается на -10—50 % [25].
Смотрите также:
Однако буксировка грейдера гусеничным трактором позволяет использовать его в таких грунтовых и дорожных условиях, когда самоходный грейдер (автогрейдер).
Производительность грейдера и автогрейдера при выполнении перечисленных операций зависит от установки рабочего органа—ножа.
Грейдеры и автогрейдеры предназначены. Автогрейдер, изображенный на 190, имеет три колесные оси, на которые опирается основная рама 7.
Из-за пониженной маневренности сцепа грейдера с трактором и сложности ручного управления рабочими органами грейдеры интенсивно вытесняются автогрейдерами.
Грейдеры и автогрейдеры. Производство земляных работ грейдерами.
Грейдеры и автогрейдеры предназначены для профилирования земляного дорожного полотна.
Бульдозеры · Скреперы · Грейдеры и автогрейдеры
К этой группе машин относятся бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, грейдер-элеваторы и струги.
от снега, льда и т. п. Грейдеры выполняют как самоходные машины с собственным двигателем и приводным ходовым устройством (автогрейдеры) ( 4.37, и).
Наиболее эффективно использовать автогрейдеры при длине проходки 400. 500 м. Плотные грунты до разработки грейдером следует разрыхлять тракторным.
При строительстве дороги всё реже применяются автогрейдера на ручном режиме, современную дорогу можно хорошо построить только автогрейдерами с системой автоматической нивелировки "САУРО". На строительстве всей дороги или отдельных ее участков (захваток) применяют, как правило, поточный метод производства дорожно-строительных работ. Для выполнения одинаковых видов работ предусматривают специализированные потоки, последовательно перемещающиеся с одного участка строящейся дороги на другой в составе сформированного комплекта машины комплексного потока. При этом процесс сооружения земляного полотна организуют, как правило, без разрывов за исключением участков, где расположены искусственные сооружения (мосты и т.д.) и места с особенными грунтовыми условиями (болота, глубокие выемки). Скорости потоков, величину организационно-технологических перерывов между выполнением отдельных видов работ устанавливают в проекте организации строительства автомобильной дороги. Выбор средств механизации дорожно-строительных работ осуществляется согласно проекта производства работ отдельного участка дороги.
Подготовку основания земляного полотна, разработку выемок, возведение насыпей, отделочные работы при окончательной планировке поверхности земляного полотна и откосов, планировку обочин производят комплектом дорожно-строительных машин, куда обязательно входит автогрейдер оснащённый нивелировкой "САУРО". Работы по устройству покрытий дорожных одежд выполняют также с участием автогрейдеров с автоматикой "САУРО".
Состав работ, выполняемых с применением автогрейдеров при сооружении земляного полотна: перемещение грунта в насыпь, устройство и содержание землевозных дорог и съездов, разравнивание грунта в насыпях при послойной отсыпке, планировка и профилирование поверхности земляного полотна, устройство откосов с их планировкой и разравниванием растительного грунта. При устройстве покрытий дорожных одежд автогрейдеры выполняют процессы: профилирование слоя обрабатываемого основания из грунта, формирование щебня и гравия в продольный вал-призму, укладка асфальтобетонной смеси в слой покрытия, поверностная обработка покрытия из россыпи щебня и гравия, подготовка основания под укладку плит сборных цементобетонных покрытий. Операции, входящие в состав процессов отдельных видов работ, выполняемых автогрейдером, взаимосвязаны и последовательно повторяются на каждом участке строящейся автодороги: резание грунта, рыхление, формирование призмы волочения, перемещение грунта, и материалов, распределение, разравнивание (планирование), профилирование покрытия дорожной одежды и откосов.
В зависимости от вида дорожно-строительных работ, процессов и операций автогрейдер выполняет их одним из образцов рабочего оборудования: отвалом, бульдозером, рыхлителем. Хороший автогрейдерист должен разбираться в гидросистеме автогрейдера, ему рекомендуется систематически проходить курс повышения квалификации.
Технологический процесс выполнения операций отвалом автогрейдера состоит из последовательных проходов, при которых производится резание грунта, поперечное и продольное его перемещение, отделка (планирование) обрабатываемого участка дороги. При этом машинист, управляя автогрейдером, не должен превышать допустимые углы наклона машины: вперед — 30°, назад — 30°, вправо – 20°, влево – 20°.
При захватке более 500 м поверхность земляного полотна разравнивается продольными круговыми проходами вдоль насыпи, начиная от краев к середине (рис.220). Отвал автогрейдера устанавливают с углом захвата 60—90° и углом резания до 50°. Угол наклона отвала выдерживают в соответствии с заданным профилем полотна дороги. След предыдущих проходов отвала перекрывают не менее чем на 0,3 м.
При захватках 100—150 м целесообразно разравнивать грунт автогрейдером по челночной схеме с разворотом отвала на 180°, т.е. с использованием заднего хода машины в качестве рабочего.
При захватках менее 100 м рационально работать по челночному способу без поворота автогрейдера, но с холостым возвратом машины задним ходом без разворотов в исходное положение. Для уменьшения потерь времени включают максимально возможную скорость заднего хода.
Сооружение насыпи заканчивают отделкой откосов и планировкой дна резерва. Внутренние и внешние откосы резерва высотой до 1 м отделывают автогрейдерами с помощью откосника, установленного на отвале. При этом выполняют один-два продольных прохода машины. Срезаемый грунт разравнивают по дну резерва или перемещают в насыпь. Откосы высотой до 0,6 м планируют отвалом авто грейдера, установленным на необходимый угол наклона. Планировка и отделка внешнего откоса резерва и выемок глубиной 1—1,5 м при откосах 25-70° обеспечиваются основным отвалом, вынесенным за пределы рамы автогрейдера. Для повышения устойчивости автогрейдеров легкого и среднего типов при выполнении этих работ передние колеса наклоняют в сторону откоса. Откосы земляного полотна с крутизной 1:3 планируют автогрейдером за 2—3 прохода по одному месту. При первом проходе ровняют верхнюю часть откоса, перемещаясь вдоль бровки, при обратном проходе — нижнюю часть откоса. Отвалом перекрывают предыдущий проход на 20—30 см. Операции повторяют до окончательной отделки откосов.
При срезании внутреннего откоса кювета отвал устанавливается с углом захвата 30—40° и выносится вправо так, чтобы выступающий конец был заподлицо с наружной стороны правого колеса переднего моста. Первый проход передние колеса проезжают по целине, задние — по дну вырезаемого кювета. При последующих проходах правые передние и задние колеса должны двигаться по дну кювета, а передние колеса должны занимать вертикальное положение. Поперечное перемещение грунта производят как при смещении валика грунта, вырезанного из кювета, так и при работе с дорожно-строительным материалом, укладываемым в покрытие дорожной одежды. Для этой операции отвал устанавливают с углом захвата 40—50°, колеса переднего моста должны быть наклонены дт угол 3—5° в сторону смещения, дорожно-строительного материала. Отделку и окончательную планировку основания и покрытия дорожной одежды производят при угле захвата отвала 90°.
При больших объемах работ предварительное разравнивание грунта и дорожно-строительных материалов производят бульдозером (бульдозерным отвалом). Колеса автогрейдера должны быть установлены без наклона. Кроме того бульдозер автогрейдера используют на отсыпке дорожных насыпей, засыпке ям, котлованов и траншей. Как правило, грунт перемещают бульдозерным отвалом на расстояние до 10.м.
При разработке плотных грунтов земляного полотна автомобильной дороги, смерзшейся насыпи, изношенного участка дорожного покрытия применяют рыхлитель-кирковщик, навешиваемый с тыльной стороны балок основной рамы. Рыхление дорожного покрытия автогрейдер производит на 1 передаче постепенным заглублением зубьев и плавным нагружением дизеля. В начальной период рыхления следят за заглублением зубьев, в дальнейшем при заглублении нельзя доводить задний мост движущегося автогрейдера до вывешивания колес. Рыхлить смерзшиеся грунтовые насыпи разгоном автогрейдера не допускается.
В стесненных условиях производства земляных работ предпочтение может быть отдано автогрейдеру с шарнирно-сочлененной рамой. Эффект поворота шарнирно-сочлененной рамы используют при операциях срезания и перемешания грунта без заноса машины с уменьшенным ее радиусом поворота; при проведении точных отделочных (планировочных) работ, чтобы задние колеса не оставляли следов на спланированной поверхности; в процессе планирования откосов, когда передние колеса находятся на самом откосе, а задние — на горизонтальной поверхности; при ремонте обочин, когда только передние колеса передвигаются по обочине, отвал при этом максимально вынесен в сторону.
ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ГРЕЙДЕРАМИ И АВТОГРЕЙДЕРАМИ
1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Типовая технологическая карта (ТТК) разработана на производство работ грейдерами и автогрейдерами.
ТТК предназначена для ознакомления рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства работ, а также с целью использования при разработке проектов производства работ, проектов организации строительства, другой организационно-технологической документации.
2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Автогрейдеры и грейдер-элеваторы
Автогрейдеры - самоходные дорожные машины, рабочим оборудованием которых является подвижный отвал (рис.1). Кроме основного оборудования - отвала - на автогрейдер устанавливают сменные рабочие органы: небольшой бульдозерный отвал, кирковщик для предварительного рыхления плотных и тяжелых грунтов, снегоочиститель, дорожную фрезу и др. Автогрейдер имеет гидравлическую систему управления основным отвалом, которая обеспечивает его поворот в плане на 360° и наклон вместе с тяговой рамой в пределах до 90°.
1, 2, 3 - гидродвигатели управления кирковщиком, наклоном и поворотом отвала; 4 - базовый тягач; 5 - распределитель; 6 - насос; 7 - поворотная колонка
Такая конструкция машины обеспечивает ее назначение и область применения: профилирование и отделка дорожного земляного полотна, устройство щебеночного, гравийного и песчаного дорожного покрытия, возведение невысоких (до 0,6 м) насыпей из боковых резервов, планировочные работы, очистка от снега и др. Основное назначение автогрейдера - профилирование дорожного земляного полотна. Чем больше сопротивление и тяжелее условия работы, тем мощнее должен быть автогрейдер. В зависимости от мощности двигателя и массы машины выпускают легкие (до 100 кВт; 9 т), средние (100. 150 кВт; 10. 15 т) и тяжелые (свыше 160 кВт; свыше 15 т) автогрейдеры. Легкие автогрейдеры используют для содержания автодорог, средние - в автодорожном строительстве в грунтах средней плотности, а тяжелые - при больших объемах земляных работ в плотных грунтах и устройстве дорожных покрытий.
Конструкция большинства автогрейдеров унифицирована, она включает основную раму, тяговую раму, поворотный круг с отвалом, двигатель, трансмиссию, ходовое оборудование и систему управления. Тяговое усилие, маневренность и устойчивость автогрейдера характеризуются схемой ходовой части. В зависимости от производственно-технологических требований и условий работы применяют (и для этой цели выпускаются промышленностью) автогрейдеры с различным количеством колес и ведущих осей, а также системой управления осями и наклоном колес. Колесная схема автогрейдера обозначается формулой , в которой - число осей с управляемыми колесами, - число ведущих осей, - общее число осей. Наибольшее распространение получили автогрейдеры, колесная схема которых 1х2х3.
Способы повышения производительности автогрейдеров состоят в увеличении рабочей скорости движения машины, сокращении времени на подготовительные операции, сокращении потерь рабочего времени и уменьшении числа проходов по одному месту за счет автоматического управления грейдерным отвалом системами "Профиль".
Грейдер-элеватор - землеройно-транспортная машина непрерывного действия, разрабатывающая грунт дисковым или плоским ножом и подающая его в отвал или транспортные средства ленточным конвейером (рис.2). Для разработки грунта нож опускают на грунт, при движении машины он разрабатывает и отваливает грунт на работающий ленточный конвейер. Последний поднимает грунт на высоту до 4 м, перемещает в поперечном направлении (в отвал или в транспортные средства) на расстояние около 10 м. Наличие конвейера дает возможность возводить невысокие до 1,5 м насыпи из боковых резервов, устраивать неглубокие до 1,5 м траншеи.
Благодаря заложенному в конструкцию машины принципу непрерывной послойной разработки грунта грейдер-элеватор имеет высокую техническую производительность - более 600 м/ч. Однако для ее реализации необходим ряд жестких эксплуатационных условий: ровный рельеф местности; отсутствие крупных (свыше 150 мм) каменных включений, которые могут повредить дисковые ножи, наличие достаточного фронта работ 200 м и более. Эти ограничения значительно сужают область эффективного применения грейдер-элеваторов. Их доля производства в общем объеме земляных работ не превышает 1%.
1 - рама; 2 - гидродвигатели управления транспортером; 3 - транспортер; 4 - пневмоколесный ход; 5 - фреза
Способы повышения производительности грейдер-элеватора заключаются в совершенствовании технологии его применения и тщательном обследовании грунтовой обстановки в месте закладки резерва с целью обнаружения каменных включений и растительности, которые могут привести к остановке машины или ее повреждению. Производительность машины повышается, если насыпь отсыпать из двустороннего резерва, так как при этом устраняются затраты рабочего времени на порожний ход.
ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГРЕЙДЕРОВ И АВТОГРЕЙДЕРОВ
Грейдеры и автогрейдеры предназначены для профилирования грунтовых дорог с устройством боковых канав, для возведения дорожных насыпей, дамб, валов из боковых резервов, планировки земляного полотна, откосов, устройства дорожного полотна и террас на крутых склонах, а также корыта в готовом полотне для сооружения оснований дорог.
Средние и тяжелые грейдеры и автогрейдеры применяют также для смешивания грунтовых и гравийно-щебеночных материалов с вяжущими добавками на полотне дороги; при устройстве и очистке оросительных каналов и для ремонта и содержания дорог.
На рис.3 приведены пример устройства насыпи шириной 7 м двумя грейдерами, из которых грейдер 1 (более мощный) зарезает грунт от внутренней бровки резерва, а грейдер 2 перемещает его и разрабатывает. Грейдеры перемещаются последовательно один за другим, выполняя работу круговыми проходами. Число проходов зависит от высоты насыпи и глубины резервов.
Рис.3. Схема одновременной работы двух грейдеров:
1, 2 - грейдеры
На рис.4 дана схема планировки дна резерва грейдером. Такая схема пригодна и для других случаев планировочных работ.
Рис.4. Схема планировки дна резерва грейдером:
1-20 - номера проходов
При планировке дна резервов грейдер совершает круговые проходы вдоль земляного полотна по правому и левому резервам. Число проходов зависит от ширины резерва. По одному месту необходимо осуществлять не менее двух проходов.
Грейдеры-элеваторы предназначены для послойного вырезания и перемещения грунта в отвал на расстояние до 15 м или в транспортное средство при возведении дорожных насыпей и дамб с использованием грунта из боковых резервов, разработке выемок, отрывке каналов и котлованов, а также при вскрышных работах в карьерах.
Грейдер-элеватор представляет собой землеройную машину непрерывного действия для послойного резания, с транспортирующим устройством в виде ленточного конвейера или метателя.
Грейдеры (рис.5) предназначены для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.
Рис.5. Конструкция и схемы работы грейдера:
а - вид сбоку; б - резание грунта; в, д - планирование дорожного полотна откоса выемки; г - поворот отвала; 1 - рама; 2 - поворотный круг; 3 - тяговая рама; 4 - ось тяговой рамы; 5 - ось поворотного круга; 6 - отвал
Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.
Грейдер-элеваторы (рис.6) применяются при копании грунта I. III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они подразделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (на автогрейдеры).
Рис.6. Схемы работы и агрегирования грейдер-элеваторов:
а, б - сооружение дорожной насыпи и канала; в, г - полуприцепной и навесной грейдер-элеваторы; 1 - транспортер; 2 - плуг
Грейдеры используют при планировке территории, откосов земляных сооружений, зачистке дна котлованов и отрывке канав глубиной до 0,7 м, при возведении протяженных насыпей высотой до 1 м и нижнего слоя более высоких насыпей из резервов. Автогрейдерами профилируют дорожное полотно, проезды и дороги.
При возведении насыпи из разрабатываемого резерва (рис.7) наклонный нож сдвигает срезанный грунт в сторону насыпи. При следующей проходке грейдера этот грунт перемещается еще дальше в том же направлении. Поэтому целесообразно работать одновременно двумя грейдерами, из которых один срезает, а другой перемещает срезанный грунт. Наиболее эффективно использовать автогрейдеры при длине проходки 400. 500 м. Плотные грунты до разработки грейдером следует разрыхлять тракторным рыхлителем или плугом. Помимо разработки грунта и его перемещения на небольшие расстояния грейдером можно разравнивать и начисто планировать грунт. При выполнении различных операций углы наклонов ножа грейдера изменяются в следующих пределах: угол захвата 30. 70°, угол резания 35. 60°, наклона -2. 10°.
Автогрейдер используется на самых разнообразных работах в строительстве, ремонте и содержании дорог и аэродромов. При производстве земляных работ одним из основных видов работ является профилирование и планировка поверхности земляного полотна, устройство дренажной системы.
Профилирование откосов автогрейдером
Земляные сооружения подобного профиля осуществляются с помощью грейдерного отвала. Для устройства откоса кювета подвесная рама с отвалом выносится гидроцилиндрами вбок, разворачивается вниз и устанавливается в соответствии с заданной крутизной откоса и его глубиной. Для образования треугольного и трапециидального сечения кюветов на нижний конец грейдерного отвала прикрепляются откосники соответствующего профиля .
Для профилирования откосов насыпи подвесная рама с грейдерным отвалом выносится вбок за пределы колеи, разворачивается вверх и устанавливается под заданным углом. На легких песчаных грунтах это может быть пологий угол. Автогрейдер перемещается крабом. Вынос отвала за колею достигает: у машин фирмы Caterpillar от 2,9 м до 3,4 м., Komatsu - от 2 м. До 2,4 м., Fiat-Hitachi - от 1,7 м до 2,7 м., Volvo - до 3 м; у отечественных машин, выпускаемых АООТ "Брянский Арсенал", АО "Орловский завод дорожных машин", Челябинский завод дорожно-строительных машин (ЧЗК) - до 2 м. У прочных грунтов угол заложения откоса высокой насыпи может приближаться к 90° и механизм подвески отвала автогрейдера обеспечивает такую возможность
Профилирование проезжей части дороги осуществляется из материала, разложенного валиком вдоль откосов кювета, путем перемещения его грейдерным отвалом с большим углом захвата в направлении к оси дороги. При этом должен соблюдаться установленный в проекте поперечный угол дороги (примерно 3%). Такие же жесткие требования устанавливаются к поддержанию наибольшего значения продольного уклона (30-..60%о) на трудных участках пересеченной местности дорог 1-4 категории.
Современные системы управления автогрейдеров
Для эффективной реализации требований СНиП в части достижения указанных значений уклонов ряд строительных организаций используют приборы автоматического управления различных фирм.
Фирма Tumble предлагает комплектовать приобретаемую технику приборами автоматического управления Blade Pro (разработка Spectra Precision ) для проведения планировочных работ, которые позволяют контролировать точность операций по перемещению и разравниванию грунта толщиной слоя до 5 мм. Приборы Btade Pro созданы на базе двух различных физических явлений и эффективно работают в любых климатических условиях в любое время суток. Использование этих приборов уменьшает число проходов автогрейдера при планировочных работах на 50% по сравнению с ручным управлением.
Первая система Sonic Tracer использует приборы контроля, принцип действия которых основан на ультразвуковом излучении. Они устанавливаются на основном отвале и фиксируют текущее значение высоты подъема отвала машины относительно копирной линии, бордюрного камня, поверхности предыдущего рабочего прохода, проложенного полотна дороги и т.п. Кроме того на подвесной раме монтируются датчики продольного и поперечного уклонов. Далее по известной схеме вырабатывается управляющий сигнал рассогласования, который подается к электромагнитным гидрораспределителям управления штоками гидроцилиндров подвесной рамы. Точность установки рабочего оборудования в продольном и поперечном направлении составляет 0,01%.
Вторая система Laser Tracer использует приборы, принцип действия которых основан на световом излучении. Излучатель создает необходимую опорную световую плоскость и является датчиком высоты. Он установлен на треноге в стороне от автогрейдера. Источником питания излучателя служит аккумуляторная батарея, обеспечивающая его непрерывную работу в течение 30 часов. Фотоприемные устройства (ФПУ) устанавливаются на штанге и крепятся к обоим концам основного отвала с помощью амортизирующей подвески. Преобразованный луч лазерного излучателя в ФПУ в электрический сигнал поступает в блок логического устройства; вырабатывается сигнал рассогласования, который поступает к электромагнитным гидрораспределителям управления перемещением штоков гидроцилиндров.
Установленный в кабине машины дисплей фиксирует все изменения в системе управления, допуская тем самым вмешательство оператора в работу автоматики с рабочего места оператора.
Ремонт дорог
При ремонте дорог автогрейдер подсыпает и планирует полотно и обочины, зачищает откосы и прочищает кюветы и водоотводные канавы, киркует старый слой покрытий улучшенных дорог. Для этого требуется использование дополнительных навесных рабочих органов, которые поставляются по заказу. Это приводит в свою очередь к установке дополнительного гидрооборудования и использованию шин различной ширины и профиля для обеспечения требуемых дополнительных тяговых усилий машины. Так, например, фирма Caterpillar рекомендует восемь комплектов сменных шин (по шесть шин в комплекте) при использовании различного дополнительного навесного оборудования. У отечественного автогрейдера ДЗ-98В ЧЗК - три комплекта шин.
Бульдозерный отвал относится к числу наиболее распространенных дополнительных рабочих органов, который предлагается почти всеми производителями данного типа техники, кроме фирм Caterpillar и Komatsu. Бульдозерный отвал неповоротного типа крепится к лобовой плите автогрейдера с помощью параллелограммной подвески, обеспечивая грубое (предварительное) планирование местности в условиях бездорожья, распределения насыпанного материала при сооружении насыпей и прочих работах. Ширина захвата бульдозерным отвалом у автогрейдеров различных фирм в зависимости от тяговых возможностей машины может составлять от 2,5 м до 3,2 м- при максимальном заглублении в грунт 165 мм. У автогрейдера ДЗ-180А ОАО "Брянский Арсенал" на лобовую плиту монтируется бульдозерный отвал, с параллелограммной подвеской. Длина отвала 2475 мм, высота отвала 840 мм, максимальное вертикальное давление на режущую кромку отвала 30 кН.
АО "Орловский завод дорожных машин" предлагает потребителям модель среднего класса ДЗ-122Б, которая оборудована в задней части машины на основной раме рыхлителем, а в передней - бульдозерным отвалом. При ремонте и содержании дорог бульдозерный отвал может использоваться для уборки строительного мусора.
Кирковщик применяется для выполнения работ по разрыхлению твердых и мерзлых грунтов, которые невозможно разработать грейдерным отвалом, а также для вскрытия при ремонте изношенных щебеночных или асфальтобетонных покрытий. Различают три варианта расположения кирковщика на автогрейдере: перед передним мостом, за передним мостом, в задней части машины. Первый вариант обычно используется для ведения легких работ ввиду недостаточной сцепной массы. Кроме того, при такой установке затруднительно наблюдение за процессом рыхления с кабины машиниста. Переднее расположение кирковщика применяется у машин фирмы Fiat-Hitachi и ДЗ-98В ЧЗК. Кирковщик подвешивается к лобовой плите автогрейдера и оснащается, как правило, пятью зубьями с шириной захвата до 1,2 м и заглублением до 300 мм. По спецзаказу для уменьшения величины при рыхлении фракций материала фирма Fiat-Hitachi может поставлять кирковщик с одиннадцатью зубьями при прежней ширине захвата.
Установка кирковщика за передним мостом перед грейдерным отвалом имеет преимущества в сравнении с предыдущим вариантом: улучшается наблюдение за процессом рыхления и повышаются возможности рыхления более прочных материалов. Недостатки состоят в создании помех установке грейдерного отвала в нужном положении и перемещению материала вдоль отвала. Такое расположение кирковщика применяется у фирм Caterpillar и Komatsu. У кирковщиков устанавливается одиннадцать зубьев, ширина рыхления находится в пределах 1,2. 1,3 м, а максиальная глубина рыхления достигает 300 мм.
Благодаря высоким сцепным свойствам тандема задних ведущих колес, кирковщик-рыхлитель, монтируемый на автогрейдер в задней части, обеспечивает максимальные возможности по рыхлению грунта. Кроме того, такая установка кирковщика-рыхлителя обеспечивает хорошее наблюдение за рабочим процессом с места машиниста.
Зубья рыхлителя используются для рыхления на большую глубину (у зарубежных машин в зависимости от типоразмера в пределах 300. 480 мм, у отечественных 250. 260 мм), а зубья кирковщика - для выполнения легких работ, когда требуется максимальная ширина рыхления поверхности (до 2,1. 2,3 м). Такая комбинированная система рыхлительного органа используется в большинстве моделей фирм Caterpillar и Fiat-Hitachi.
Остальные производители монтируют сзади машины подвеску с зубьями рыхлителя. Число зубьев рыхлителя колеблется от 3 до 7 штук. В комбинированных системах число зубьев рыхлителя то же - от 3 до 7 штук, а число зубьев кирковщика может быть до 9 штук.
В конструкции автогрейдера ДЗ-180А предусмотрена возможность комплектования трехстоечным рыхлителем-кирковщиком заднего расположения. Стандартный вариант рыхлителя - трехстоечный, с возможностью установки двух дополнительных стоек. Ширина полосы рыхления 1 300 мм, глубина рыхления не более 250 мм, максимальное вертикальное давление на зубья 60 кН.
Содержание дорог в зимний период
Для содержания дорог в зимний период наиболее эффективным средством является автогрейдер. Для расчистки дорог от снега в районах с небольшой толщиной снежного покрова относительно слабо пересеченным рельефом местности, которые не подвержены снежным заносам, используется стандартный грейдерный отвал. Отвал повернут в плане так, чтобы обеспечить удаление снега с полотна дороги на обочину на максимально возможной скорости движения по условиям сцепления колес с дорогой. Дополнительно, для повышения эффективности при работе в зимних условиях автогрейдеры практически всех основных фирм-изготовителей могут по заявкам покупателей комплектоваться различным навесным оборудованием.
В качестве ориентира для выбора рабочего оборудования, соответствующего конкретным работам по содержанию дорог и аэродромов в зимний период, производители рекомендуют использовать следующие технические средства оснастки:
- Боковой снегоочиститель - является распространенным средством для расчистки дорог от снега. Он представляет собой отвал, который обычно крепится к правой стороне машины (может крепиться и с обеих сторон машины). Форма бокового снегоочистителя обеспечивает перемещение снега вверх и выброс его за пределы очищенной поверхности. При работе можно использовать комбинации отвал – боковой снегоочиститель. При этом они должны иметь один и тот же угол захвата для обеспечения быстрого перемещения снега. Боковой снегоочиститель может использоваться для удаления снега с поверхности дороги в качестве удлинителя отвала автогрейдера, производить послойное удаление снега и расчистку снежного откоса, перемещать снег боковым снегоочистителем вниз по откосу. Боковой снегоочиститель (выносной отвал) выпускается длиной 3,6 и 4,2 м и массой примерно 1,5 т. Боковой снегоочиститель может монтироваться за плужным снегоочистителем, что обеспечивает хорошую обзорность и уменьшает нагрузки на задние колеса.
- V-образный дорожный плуг монтируется на передней раме машины с помощью быстро-съемного подъемного устройства. Плуг отбрасывает снег в обе стороны дороги. Он может использоваться для устройства проходов в глубоком снегу и использоваться отдельно или вместе с боковым снегоочистителем и отвалом автогрейдера. Плуг оборудован полозковым башмаком, который повышает эффективность плуга и обеспечивает при соответствующей регулировке удаление максимально возможного количество снега с аэродрома или дороги. V-образный дорожный плуг (двухотвальный плужный снегоочиститель) выпускается в различных модификациях в зависимости от типоразмера автогрейдера с шириной захвата З. 3,7 м. и массой до 1 т. Такое оборудование выпускает фирма Balderson (США) для оснащения автогрейдеров Caterpillar. Фирма Volvo применяет одноотвальный плужный отвал.
- Реверсируемый плуг крепится на передней раме машины. Реверсирование плуга осуществляется гидроприводом. Плуг может быть использован для выполнения как легких бульдозерных работ, так и для расчистки дорог от снега.
- Для расчистки дорог с небольшой толщиной снежного покрова используется односторонний плуг.
- Ледорез может устанавливаться на стойке крепления переднего кирковщика, заднего рыхлителя. Ледорез очищает поверхность ото льда и утрамбованного снега за один проход.
При работе в зимний период наблюдается ограниченное сцепление колес с дорогой, что требует использование цепей противоскольжения. Цепи противоскольжения используются на задних ведущих колесах, но могут быть использованы и на передних колесах полноприводных машин. Имеется несколько типов цепей, отличающихся друг от друга и предназначенных для использования в конкретных условиях. При использовании цепей автогрейдер должен двигаться со скоростью, не превышающей 10-12 км/ч. Цепи противоскольжения быстро зарываются в снег при его удалении и могут вызвать повреждения верхнего слоя покрытия при пробуксовке.
Для летнего содержания дорог машины могут комплектоваться подметальными щетками. Для ухода за грунтовыми дорогами используется задний подгребающий отвал в сочетании с передним бульдозерным отвалом. Автогрейдер можно комплектовать различным навесным оборудованием (фронтальным погрузчиком, уплотняющей плитой, задненавесным экскаватором, разбрызгивателями и т.д.), что может представлять чисто технический интерес, а с практической точки зрения и экономически быть весьма спорно и часто не оправдано.
Экономическая целесообразность и достаточность основного и дополнительного оборудования автогрейдеров на сегодняшний день определена четко и включает примерно однотипный набор для всех фирм-изготовителей. Диапазон работ может ограничиваться только квалификацией и опытом оператора.
Читайте также: