ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ по МДК 01.01 «Техническая эксплуатация дорог и дорожных сооружений» по специальности 23.02.04 Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования при строительстве, содержании и ремонте дор

Министерство образования Донецкой Народной Республики

Мариупольское высшее металлургическое профессиональное училище

ОДОБРЕНА

Цикловой предметной(методической)комиссией

Машиностроительных и металлургических профессий

наименованиекомиссии

Председатель цикловойпредметной (методической)комиссии

_____________________/_Деревяшкина М.Н

ПодписьФ.И.О.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

по МДК 01.01

«Техническая эксплуатация дорог и дорожных сооружений»

по специальности 23.02.04 Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования при строительстве, содержании и ремонте дорог (в том числе железнодорожного пути)

Разработала преподаватель Кузнецова Е. Т.

Мариуполь, 2023

Содержание

Введение …………………………………………………………………….

Практическая работа № 1 ……………………………………………………

Практическая работа № 2……………………………………………..............

Практическая работа № 3 …………………………………………………....

Практическая работа № 4 …………………………………………………....

Практическая работа № 5 …………………………………………………......

Практическая работа №6………………….….……………………………….

Введение

Настоящий сборник практических работ предназначен в качестве методического пособия для выполнения обучающимися практических работ по МДК 01.02 Организация планово-предупредительных работ по текущему содержанию и ремонту дорог и дорожных сооружений с использованием машинных комплексов для специальности Эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования при строительстве, содержании и ремонте дорог (в том числе железнодорожного пути).

В настоящий сборник входят следующие работы:

1. Практическая работа № 1 Расчет технической нормы автомобильной дороги

2. Практическая работа № 2 «Построить поперечный профиль дороги».

3. Практическая работа № 3 «Изучение основных элементов земляного полотна»

4. Практическая работа № 4 «Осмотр водоотводных устройств и сооружений».

5. Практическая работа № 5 «Приготовление битума до рабочей температуры и перекачка в дозаторы смесительных установок».

6. Практическая работа № 6 «Автоматизация и механизация для устройства дополнительных слоев оснований».

По итогам выполнения практических работ проводится текущий контроль индивидуальных образовательных достижений при защите практических работ.

Критерии оценок деятельности обучающихся

Оценка «5»

- практическая работа выполняется в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности и правильно решение задач;

- выполняется полностью самостоятельно (подбирает необходимые для выполнения предлагаемых работ источники знания, показываются необходимые для проведения практических работ теоретические знания, практические умения и знания);

- работа оформляется аккуратно, в наиболее оптимальной для фиксации форме.

Оценка «4»

- практическая работа выполняется в полном объеме и самостоятельно;

- допускается отклонение от необходимой последовательности выполнения, не влияющие на правильность конечного результата;

- работа показывает знание основного теоретического материала и овладения умениями, необходимыми для самостоятельного проведения работы;

- могут быть неточности и небрежность в оформлении результатов работы.

Оценка «3»

- практическая работа выполняется и оформляется при помощи преподавателя или хорошо подготовленных студентов и уже выполнивших на «5» данную работу.

- на выполнение работы затрачивается много времени.

Оценка «2»

- выставляется в том случае, когда студент не подготовлен к выполнению этой работы;

- полученные результаты не позволяют сделать правильных выводов и полностью расходятся с поставленной целью;

- показывает плохие знания теоретических материалов и отсутствие необходимых умений;

Отчет по практической работе каждый обучающийся выполняет индивидуально с учетом рекомендаций по выполнению практического задания и оформляют отдельно на листочке.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Практическая работа №1 (2 часа)

Тема: «Расчет технической нормы автомобильной дороги».

Цель работы: определить категорию автомобильной дороги.

Ход работы:

1) Прочитать конспект;

2) Выписать основные понятия;

3) Рассчитать определение категории автомобильной дороги;

4) Ответить на вопросы;

5) Написать вывод о проделанной работе.

Материал

Классификация автомобильных дорог и их отнесение к категориям автомобильных дорог (первой, второй, третьей, четвертой, пятой категориям) осуществляются в зависимости от транспортно-эксплуатационных характеристик и потребительских свойств автомобильных дорог. В соответствии с технической классификацией, которая устанавливается в зависимости от интенсивности движения, все дороги подразделяют на пять категорий.

Автомобильные дороги 1 категории подразделяют на магистральные скоростные (категория 1-а) и магистральные общего назначения (категория 1-6).

К 1 и II категориям относятся автомобильные дороги общегосударственного значения, основные магистральные дороги, подъезды от крупных городов к аэропортам, речным и морским портам.

К III категории относятся автомобильные дороги общегосударственного значения (кроме дорог, отнесенных к I и II категориям), основные республиканские, краевые, областные дороги, подъезды к населенным пунктам, железнодорожным узлам, речным и морским портам, местам массового отдыха, подъездные дороги предприятий, в том числе дороги, соединяющие отдельные предприятия или их группы между собой, с сырьевыми разработками, железнодорожными станциями, речными и морскими портами, основные межпромысловые дороги.

К IV категории относятся дороги областного или районного значения (кроме отнесенных к III категории), дороги местного значения, подъездные дороги общей сети, промышленных предприятий, крупных строительных объектов, сельскохозяйственных предприятий.

К V категории относятся дороги местного значения (кроме дорог, отнесенных к IV категории), внутрипромысловые дороги и подъезды, постоянные внутренние дороги аграрных предприятий, служебные и патрульные дороги.

К техническим нормам автомобильной дороги относятся:

- пропускная способность полосы движения;

- ширина автомобильного полотна и проезжей части;

- минимальный радиус кривой в плане (без виража и с виражом);

- расстояние видимости поверхности дороги и встречного автомобиля;

- радиусы выпуклых и вогнутых кривых в продольном профиле, максимальный продольный уклон.

Расчёт технических норм производится на основе исходной (перспективной) интенсивности движения и коэффициента ежегодного прироста транспортного потока, состава движения транспортного потока.

1. Определение категории автомобильной дороги

Категория автомобильной дороги определяется из условия перспективной интенсивности движения N_p (авт/сут) по формуле:

N_p = N₀ ∙ k^t 

Исходные данные:

N₀= 1728;

k^t= 1.05²⁰. 

где N₀ – интенсивность движения с учетом коэффициента приведения;

 – коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения;

t – расчетный перспективный срок эксплуатации дороги (принимается 20 лет).

Таблица 1

Категория проектируемой автомобильной дороги с приведенной интенсивностью N_р^прив= 1727.5 авт/сут согласно п. 1., табл. 1 [2] относится к III технической категории, расчетные скорости приведены в табл. 2:

Таблица 2

Ответить на вопросы:

1) От чего зависит классификация автомобильных дорог?

2) Какие категории есть, перечислить их и описать к чему они относятся.

3) Что относится к техническим нормам автомобильной дороги?

4) Написать вывод о выполнении практической работы.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Практическая работа №2 (2 часа)

Тема: «Построить поперечный профиль дороги».

Цель работы: научиться строить поперечный профиль дороги.

Ход работы:

1) Прочитать конспект;

2) Записать основные понятия;

3) Решить задачу зарисовать графические изображение в задаче.

4) Ответить на вопросы;

5) Написать вывод о проделанной работе.

Поперечным профилем дороги называют изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси автомобильной дороги (рис. 1.).

Рисунок. 1. Элементы поперечного профиля автомобильной дороги в насыпи

Полоса местности, выделенная для расположения на ней дороги, разработки грунта для отсыпки насыпей, постройки вспомогательных сооружений и посадки зеленых насаждений, называют полосой отвода или дорожной полосой (3).

Рисунок 2. Полоса отвода: 1 – размещение отвала растительного грунта во время строительства дороги; 2 – расстояние, обеспечивающее нормальную работу землеройных машин.

Различают постоянную и временную полосу отвода (рис.2).

Постоянная полоса отвода – это полоса местности, которая передается в вечное пользование под дорогу и дорожные сооружения.

Временная полоса отвода предназначена для размещения на ней боковых резервов, временных проездов, строительных материалов, техники и т.п. на период строительства дороги. После окончания строительства подлежит рекультивации и возврату землепользователю.

В поперечном профиле дороги также следует выделить следующие элементы:

Проезжая часть (1)  полоса поверхности дороги, по которой осуществляется движение автомобилей. Покрытие представляет собой верхний слой дорожной одежды, которая укрепляет проезжую часть.

Обочины (2) располагают сбоку от проезжей части. Используют для временной (аварийной) остановки автомобилей и размещения материалов для ремонта дорог.

Укрепительные (краевые) полосы укладывают вдоль проезжей части на обочинах и разделительных полосах. Они повышают прочность края дорожной одежды и обеспечивают безопасность при случайном съезде колеса автомобиля с проезжей части.

Кромка проезжей части (4) – линия сопряжения проезжей части и обочины.

Бровка земляного полотна (5)  линия сопряжения обочины и откоса насыпи.

Ширина земляного полотна  расстояние между бровками.

Откосы (6, 8)  правильно спланированные плоскости, отделяющие проезжую часть и обочины от прилегающей местности.

Коэффициент заложения откоса  величина, характеризующая крутизну откосов и равная отношению высоты откоса к его горизонтальной проекции.

Боковые канавы (кюветы) (7) предназначены для осушения дороги и отвода от нее воды.

Боковые резервы  неглубокие выработки вдоль дорог, из которых был взят грунт для отсыпки насыпи.

Разделительная полоса (9) отделяет друг от друга самостоятельные проезжие части, предназначенные для движения в каждом направлении на дорогах высоких категорий.

Банкет (10)  земляной вал, предохраняющий земляное полотно от переполнения нагорной канавы.

Нагорная канава (11) – канава в верховой части косогора, предназначенная для перехвата стекающей воды.

Кавальер (12)  параллельные дороге валы, в которые укладывают грунт из выемок, не потребовавшийся для отсыпки смежных участков насыпей.

В зависимости от высоты насыпи, глубины выемки и крутизны откоса местности принимают различные варианты поперечных профилей земляного полотна в насыпи и выемках.

Построение поперечного графика дороги.

Условие: построить поперечный профиль дороги Yкатегории, если по ней будут передвигаться грузовые автомобили с габаритными размерами L۰a = 3,2 ۰2,1 м; расчётная скорость движения 60 км\час; ширина обочины 1,75 м; одна полоса движения.

Решение:

1. Определим ширину полосы движения:

b_n = a + 2 ۰X;

при движении в одном направлении:

X = 0,35 + 0,005 ۰V = 0,35 + 0,005 ۰60 = 0,65 (м);

b_n = 2,1 + 2 ۰0,65 = 3,4 (м), (для дорог Y категории, имеющих только одну полосу движения, принимаем b_n  = 4,5 м);

2.Определяем ширину проезжей части:

b = b_n ۰n (м);

где: n – количество полос движения;

При n = 1; b = b_n = 4,5 (м);

3.Определяем ширину земляного полотна:

B = b + 2 ۰t = 4,5 + 2 ۰1,75 = 8 (м);

где: t – ширина обочины (м) (определяем из приложения 1);

4. По полученным данным, в выбранном масштабе строим поперечный профиль дороги.

Ответить на вопросы:

1) Что называется поперечным профилем дороги?

2) Что называется полосой отвода или дорожной полосой?

3)Временная полоса отвода?

4) Что называется укрепительные (краевые) полосы?

5) Кавальер?

6)Коэффициент заложения откоса?

7. Вывод о проделанной работе.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Практическая работа №3 ( 2 часа)

Тема: «Изучение основных элементов земляного полотна».

Цель: разобрать основные элементы земельного полотна и выяснить область их применения.

Порядок выполнения работы:

1) Изучить основные элементы земляного полотна.

2) Изучить основные размеры выемки.

Содержание отчета

Соответствует порядку выполнения работы.

Контрольные вопросы:

1) Основные требования, которым должно удовлетворять исправное земляное полотно;

2) Виды земляного полотна в зависимости от расположения основной площадки относительно уровня земной поверхности и его конструктивные элементы;

3) Грунты, из которых разрешается сооружать земляное полотно, их свойства, влияющие на прочность и устойчивость земляного полотна;

4) Типовые поперечные профили земляного полотна насыпей и выемок и область их применения, специальные профили земляного полотна.

Задания для внеаудиторной самостоятельной работы

1) Оформить отчет по практической работе.

2) Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Теоретические сведенья для ПР

Основные элементы земляного полотна представлены на рис. 1:

Рисунок . 11.1. Элементы земляного полотна: а - насыпь; б - выемка; 1 - верхняя часть земляного полотна (рабочий слой); 2 - откосные части; 3 - основание насыпи; 3’ - основание выемки; 4 - ядро насыпи;
До - дорожная одежда; Об - обочина

Верхняя часть земляного полотна 1 (рабочий слой) - зона, ограниченная по высоте снизу глубиной, равной 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м, считая от верха покрытия; для выемок, участков с нулевыми отметками или низких насыпей в рабочий слой могут попадать грунты в природном залегании с ненарушенной структурой;

Откосная часть 2 - зоны, ограниченные поверхностями откосов и вертикалями, проходящими через бровки насыпей или выемок; снизу откосные зоны ограничены основанием насыпи или выемки;

Ядро насыпи 4 - зона, расположенная ниже рабочего слоя и ограниченная снизу основанием насыпи, а с боков - вертикалями, проходящими через бровки насыпи;

Основание насыпи 3 - зона, расположенная под насыпью в пределах естественной грунтовой толщи; мощность основания, принимаемую в расчет, устанавливают в зависимости от инженерно-геологических условий, в частности - от свойств грунтов, но не менее ширины насыпи по низу;

Основание выемки 3' - зона, расположенная ниже нижней границы рабочего слоя; мощность основания, учитываемую при проектировании, устанавливают в зависимости от инженерно-геологических особенностей грунтового массива и может достигать размера, равного заложению откоса.

В состав земляного полотна входят также система поверхностного водоотвода (лотки, кюветы, канавы) и различного типа специальные удерживающие и поддерживающие конструкции, предназначенные для обеспечения устойчивости самого земляного полотна или склонов, на которых оно расположено.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и стабильным, т.е. его элементы не должны разрушаться или давать деформации, недопустимые с точки зрения нормальных условий эксплуатации дороги с учетом условий и срока ее службы.

Для обеспечения устойчивости различных элементов земляного полотна предусматривают соответствующие мероприятия, отвечающие механизму нарушения прочности и устойчивости данного элемента. В число таких мероприятий входят: соответствующий выбор грунтов для насыпей; обеспечение правильного расположения и требуемой степени уплотнения грунта; защита грунта от источников увлажнения устройством дренажей, гидроизоляции и т.д.; защита от опасных температурных воздействий, от эрозии, волновых воздействий, правильного назначения геометрических параметров, конструкции поперечного сечения, а также высоты насыпей и глубины выемок. Указанные мероприятия необходимо проводить комплексно с учетом местных условий, а также категории дороги, типа дорожной одежды и др.

Земляное полотно устраивают в виде насыпей или в выемках. Высоту насыпей и глубину выемок определяют в результате проектирования продольного профиля. Наиболее рациональное решение при сложном рельефе получают при проектировании продольного профиля совместно с земляным полотном.

При назначении конструкции земляного полотна учитывают категорию дороги, тип дорожной одежды, высоту насыпи или глубину выемки, свойства грунтов, используемых в земляном полотне, особенности инженерно-геологических условий того или иного участка дороги (характер и условия залегания грунтов, наличие подземных и поверхностных вод, возможное влияние опасных геологических процессов и т.д.), комплекс природных особенностей района строительства. Кроме того, учитывают условия производства работ (сезонность, наличие строительной техники, сроки производства работ и т.д.), а также опыт эксплуатации дорог в данном районе.

Геометрическая форма земляного полотна и его конструкция должны способствовать незаносимости дороги снегом, безопасности движения, а также отвечать эстетическим и экологическим требованиям.

При проектировании применяют либо типовые конструкции земляного полотна либо индивидуальные решения.

Для насыпей такие решения необходимы в следующих случаях:

- Ø при их высоте более 12 м;

- Ø на участках временного подтопления, а также при пересечении постоянных водотоков и водоемов;

- Ø при наличии слабых оснований или оснований, сложенных просадочными грунтами;

- Ø на болотах глубиной более 4 м при применении выторфовывания;

- Ø на болотах при поперечном уклоне минерального дна болота более 1:10;

- Ø при использовании в насыпях грунтов повышенной влажности; при недостаточном возвышении земляного полотна над уровнем грунтовых или поверхностных вод (низкие насыпи и так называемые «нулевые места»);

- Ø при применении конструкции земляного полотна со специальными прослойками (термоизолирующими, гидроизолирующими, армирующими и т.д.) или при специальном поперечном профиле (откосы повышенной крутизны, сложный поперечный профиль и т.п.);

- Ø при использовании в насыпи грунтов особых разновидностей.

Грунтом называют горную породу, слагающую верхние горизонты земной коры, затронутые физико-химическими процессами выветривания. Грунт состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Жидкой фазой служит вода с растворами различных солей, газообразной — смесь воздуха, некоторых газов и водяного пара. Характерная особенность твердой фазы в ее дисперсности — раздробленности. Твердая фаза состоит из мелких частиц, суммарная поверхность которых в единице объема велика, вследствие чего большое значение имеют процессы, происходящие на границах между твердой и жидкой фазами. Жидкая фаза покрывает минеральные частицы и разделяет их в зоне контакта. Пленки и прослойки воды на минеральных частицах находятся в зоне действия межмолекулярных сил притяжения со стороны поверхности минеральных частиц. Эти силы изменяют структуру в тонких пленках, и ее свойства приближаются к свойствам твердых тел. Такая вода называется связанной. При увеличении содержания жидкой фазы в грунтах толщина пленок возрастает, влияние сил межмолекулярного взаимодействия уменьшается Вода, не испытывающая влияния таких сил, называется свободной. Соотношение между жидкой и твердой фазами определяет основные свойства грунта. Важное значение имеет гранулометрический состав грунта — относительное содержание частиц (фракций) разной крупности по массе.

В результате взаимодействия частиц друг с другом и с водой грунты приобретают связность, что увеличивает усилия, необходимые для их деформирования или разрушения. Ввиду этого мелкие частицы образуют достаточно прочные грунтовые агрегаты. Связность грунта главным образом зависит от гранулометрического состава и влажности. В песках, если они и влажные, связность недостаточна, поэтому их относят к несвязным грунтам, супеси — к малосвязным грунтам, глины И суглинки к связным. Влажностью называют отношение массы, содержащейся в грунте воды gB, к массе сухого грунта gr, выраженное в процентах.

Объемная масса скелета грунта 8r = -jr (i + 1Г/Ю0). Ею обычно пользуются при определении степени уплотнения грунта. Удельная масса грунта (плотность) —отношение массы твердых частиц грунта к объему вытесненной ими воды.

Влажность оказывает большое влияние на связные грунты, которые могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Пластичность — способность грунта под действием внешних сил изменять форму без разрушения и изменения объема. Связный грунт находится в пластичном состоянии в определенном, характерном для каждого грунта интервале влажностей. Верхний предел этого интервала ограничен пределом текучести, нижний — пределом пластичности. Предел текучести определяют на стандартном приборе с балансирным конусом. Предел текучести соответствует такой влажности грунта, при которой балансирный конус под давлением собственной массы за 5 с погружается на 10 см. Предел пластичности (граница раскатывания) соответствует такой влажности (в %’), при которой изготовленное из грунта и воды тесто, раскатанное в шнур толщиной 3 мм, начинает крошиться.

Предел пластичности в ряде случаев является критерием для разделения грунтов на виды. При влажности, большей предела текучести, грунт представляет собой вязкую жидкость. Если влажность находится между пределами текучести и пластичности, грунт пастообразен. При влажности, меньшей предела пластичности, грунт находится в твердом состоянии. Если число пластичности 1— 7, грунт называют, супесью, при 7—17 — суглинком, более 17 — глиной.

Песок мало изменяет свою устойчивость и пригоден в насыпях и в дополнительных слоях основания. Супесь, суглинок и тяжелые суглинки — устойчивые грунты, пригодные для всех земляных сооружений. Супесь мелкая и пылеватая, суглинок пылеватый малопригодны для сооружения земляного полотна. Глина ограниченно годна, ее используют обычно для возведения высоких насыпей в сухих местах. Без ограничения допускаются камень, щебенистые и гравелистые грунты, непылеватые пески, водоустойчивые местные материалы и отходы промышленности — металлургические шлаки, хорошо обожженные горелое породы отвалов каменноугольных шахт. Не допускаются для Ьозведения насыпей ил, мелкий песок с примесью торфа или ила, жирные глины с примесью ила, недрени- рующие грунты, содержащие водорастворимые соли более 8%’ при хлоридном и более 5% пр<и сульфатном засолении, торф, жирные глины, меловые и тальковые грунты и трепелы при наличии грунтовых вод на глубине не более 1 мм на поймах рек.

Как было отмечено, большое влияние на физико-механические свойства й возможность использования суглинков и глин оказывает влажность. При относительной влажности, равной или меньшей 0,4, грунты трудно разрабатываются, требуют рыхления, сильно пылят, не уплотняются. При W0, равном 0,5, грунты разрабатываются легче, без предварительного рыхления, слабо пылят, слабо уплотняются. При Wq, равном 0,6, хорошо разрабатываются, не пылят очень хорошо уплотняются. При Wo, равном 0,7, легко режутся, но налипают на рабочие органы землеройных машин, уплотняются хуже. При дальнейшем увеличении влажности грунт нельзя применять для сооружения насыпей. В связи с изменением влажности изменяется выработка машин.

Разнородные грунты отсыпают горизонтальными слоями. Наклонных пластов, по которым может происходить сползание грунта, не должно быть в насыпи. При отсыпке дренирующего грунта на слой менее дренирующего, последнему должен быть придан выпуклый профиль с уклонами 40%‘о- Откосы грунта с большей дренирующей способностью не должны покрываться грунтами с меньшими дренирующими свойствами. Недопустимы поочередная отсыпка разнородных по водопроницаемости грунтов, наличие в насыпи линз, в которых может застаиваться вода. Грунты, резко снижающие устойчивость при увлажнении, необходимо изолировать от влаги прослойками водонепроницаемых грунтов. Прослойку можно делать толщиной 15—20 см из грунта, обработанного известью. Такая прослойка предохраняет дорожную одежду от неравномерного пучения и переувлажнения земляного полотна. Технология устройства прослойки следующая: грунт любым способом перемешивают с известью (1—2%’ по массе). Если нужно, проводят увлажнение. Затем смесь выдерживается 1 сутки на месте возведения насыпи. Смесь распределяют ровным слоем и уплотняют самоходными катками с гладкими вальцами. Применяют и коми- лексный метод укрепления грунта — розливом по грунту, смешанному с известью, жидкого битума — 0,8—1,2%’ по массе. При вынужденном использовании неблагоприятных грунтов, таких, как тяжелые глины, известковые и сланцевые глины, сильно пылеватые грунты, в неблагоприятных условиях увлажнения производят досыпку поверхности откосов и верхней части спланированного полотна из непылератых грунтов, песка, супеси, легких суглинков на 7з глубины промерзания.

Разработку выемок и возведение насыпей выполняют с поперечным или продольным перемещением грунта, из боковых или сосредоточенных резервов. Отвозка грунта в отвал нежелательна во всех случаях. Излишний грунт следует использовать для уменьшения продольных уклонов дороги, уположения откосов, планировки местности с засыпкой понижений, оврагов.

Удаление растительного слоя — снятие дерна, мохового слоя предшествует земляным работам. Снятие растительного слоя производят бульдозерами. При этом важно, чтобы они срезали только дерновый слой, не захватывая нижележащего грунта. Толщина дернового слоя колеблется от 7 до 20 см. Дерн перемещают бульдозером за пределы дорожной полосы и укладывают в валы с таким расчетом, чтобы не мешать работе землеройных машин, разрабатывающих боковые резервы. Призму дерна необходимо перемещать всегда по поверхности, с которой удален дерн, чтобы не тратить силу тяги на дополнительное сопротивление движению за счет большого трения дерна о дерн. Дерн можно не срезать, если насыпь высотой 1,5 и более м. На участках, где предполагается заложить резервы, дерн удаляют. Снятый растительный слой укладывают в валы для последующего укрепления откосов и восстановления (рекультивации) нарушенных или малопродуктивных сельскохозяйственных земель.

Технология удаления растительного слоя бульдозером: 1—7 — проходы бульдозера

Технология снятия растительного слоя зависит от местных условий и его толщины. Если он не толще 5—7 см, бульдозеры двигаются вдоль трассы, сгребая грунт в промежуточные валики, которые затем сдвигают в сторону от оси трассы проходами поперек полосы. При толщине порядка 20 см растительный слой снимают в две очереди. Вначале бульдозеры работают на первой передаче трактора и сдвигают слой поперек трассы (рис. 8.5, б). Чтобы грунт не ссыпался с отвала, оставляют полосы шириной 0,7—1 м, отделяющие один проход бульдозера от другого. Затем косыми проходами на второй-третьей передачах под углом к оси трассы снимают оставленные полосы.

Угол косины устанавливает опытным путем с таким расчетом, чтобы отвал заполнялся грунтом. Удобен бульдозер с поворачивающимся отвалом (универсальный).

Рыхление грунта производят рыхлителями, плугами, рыхлительными зубьями, устанавливаемыми на отвале жестко или шарнирно. Шарнирными зубьями рыхлят при возвращении бульдозера в забой задним ходом. При резании грунта зубья откидываются и не мешают набору грунта на отвал. Не все машины требуют интенсивного рыхления грунта. В частности, от сильного рыхления ухудшается набор грунта скрепером. В связи с этим различают рыхление полное — плугами для работы ножевых машин грейдерного типа и частичное — для разработки грунта скреперами. Частичное рыхление проводят навесными рыхлителями среднего и тяжелого типа на тракторах.

В боковых резервах рыхлитель начинает работу от внутренней границы, постепенно переходя к наружной. Пройдя всю захватку, рыхлитель поворачивают и переводят во второй боковой резерв. При рыхлении только одного резерва его делят по ширине пополам и работают круговыми рейсами, последовательно переходя от наружной кромки первой половины резерва на внешнюю второго резерва.

Поперечные профили земляного полотна по условиям их применения делятся на типовые и индивидуальные; типовые профили делятся на нормальные и специальные.

Типовые профили, имеющие повсеместное применение, называют нормальными, а профили, имеющие применение лишь в определенных районах с особыми условиями (подвижные пески, болота, вечномерзлые, скальные, лёссовые грунты), — специальными.

Поперечные профили земляною полотна, разработанные по отдельным проектам для условий, в которых типовые профили неприменимы, называют индивидуальными. Индивидуальные профили проектируют: при глубине выемок или высоте насыпей более 12 м (а при насыпях из камня слабовыветривающихся пород высотой более 20 м) на основе инженерно-геологических обследований и расчетов; насыпи и выемки в сейсмических районах, выемки на косогорах круче 1 : 3, а также в неблагоприятных инженерно-геологических условиях; при разработке выемок взрывом на выброс или способом гидромеханизации; при наличии пучинных мест и др.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Практическая работа №4 (2 часа)

Тема: "Осмотр водоотводных устройств и сооружений"

Цель работы: ознакомится с принципов осмотров водоотводных устройств.

Ход работы:

1)Прочитать методическое пособие

2)Ответить на контрольные вопросы;

3)Написать вывод о проделанной работы.

Методическое пособие

Исправность устройств водоотвода и дренажа способствует повышению прочности, устойчивости и долговечности сооружений и покрытий площадок. Повреждения или засорения дренажных и водоотводных сооружений приводят к подтоплению грунтовыми водами, размыванию оснований покрытий и фундаментов сооружений, заболачиванию участков территории. Для содержания сооружений в постоянной исправности служба эксплуатации должна систематически осуществлять осмотр водоотводных и дренажных устройств, а также своевременный их ремонт. Для надежной работы дренажных и водоотводных устройств их необходимо защищать от повреждений, засорений и промерзания.

Смотровые колодцы должны быть постоянно закрытыми и открываться только для наблюдения за наличием воды в дренажной сети, а также при осмотре, ремонте, промывке и прочистке ее. Нельзя допускать, чтобы через раскрытые колодцы в дренажную сеть поступала вода с поверхности, переполняла системы и затапливала сооружения. Не допускается без специального проекта проведение земельных работ вблизи дренажной сети, так как это может привести к ее повреждению. На мелко заглубленных и незащищенных участках дренажной сети нельзя допускать проезд тяжелых машин, катков, чтобы не вывести ее из строя.

Регулярный осмотр водоотводных и дренажных устройств необходимо производить весной после окончания снеготаяния, после сильных дождей (ливней), а также осенью при подготовке к зиме. Осмотру подлежат все незаглубленные (открытые) элементы дренажных и водоотводных устройств, сооружения дренажных устройств, а также поверхность грунта над заглубленными элементами и сооружениями дренажных устройств. Кроме того, для осмотра должны вскрываться все смотровые колодцы. После осмотра водоотводных и дренажных устройств при необходимости производится их очистка.

Очистке подлежат все незаглубленные элементы и сооружения дренажных и водоотводных устройств и смотровые колодцы. При наличии на территории поглощающих колодцев следует обратить особое внимание на качество их очистки. Для уменьшения загрязнения дождеприемных и тальвежных колодцев поверхностными водами возможна укладка соломенных матов в колодцах ниже решетки. Особо тщательно должны очищаться места сопряжений канав с водоприемниками (оврагами, ручьями и т. д.) для предупреждения подпоров воды в дренажных и водоотводных устройствах.

Для защиты от заносов снегами дождеприемных и тальвежных колодцев осенью под решетчатые крышки колодцев должны укладываться на выступы в стенах специальные деревянные крышки или листы железа непосредственно под решетки. В этих же целях для утепления колодцев возможно применение соломенных матов.

На зиму устье дренажных устройств обязательно должно утепляться специально заготовленными щитками, матами и снегом. В период весеннего снеготаяния деревянные щиты, крышки и маты или листы железа из-под решетки должны удаляться, а дождеприемные и тальвежные колодцы, открытые люки, канавы и оголовки очищаться ото льда и снега.

При оттепелях и дождях в зимнее время для сбора воды с покрытий крышки дождеприемных и тальвежных колодцев должны временно открываться.

При оценке условий водоотвода и водного режима в первую очередь обследуют вид растительности на придорожной полосе. Наличие влаголюбивых трав и кустарников указывает на высокий уровень грунтовых вод и плохой водоотвод (наличие застоя воды).

Во время оценки водоотвода проверяют: возвышение бровки земляного полотна над источниками увлажнения, состояние боковых и нагорных: канав, состояние дренажных устройств и водопропускных сооружений.

Рекомендуется обследовать водоотвод сразу после сильного дождя. Обследования выполняют в основном визуально при обходе или проезде на автомобиле с малой скоростью, при съемке геометрических параметров водоотводных сооружений используют геодезические приборы.

Большое влияние на условия водоотвода оказывает уровень грунтовых вод, положение которого определяют путем ручного бурения. Иногда положение уровня грунтовых вод можно определить по уровню воды в колодцах. Однако этот метод, быстрый, но не точный.

Контрольные вопросы:

1) Назовите исправность устройств водоотвода и дренажа.

2) В каком виде должны находиться смотровые колодцы?

3) Когда проходит осмотр водоотводных устройств и сооружений?

4) Что нужно предпринять для уменьшения загрязнения колодцев?

5) Что нужно выполнить при оценке условий водоотвода?

6) Что проверяют во время оценки водоотвода?

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Практическая работа №5 (2 часа)

Тема урока: «Приготовление битума до рабочей температуры и перекачка в дозаторы смесительных установок».

Цель работы: ознакомится с технологическими картами, приготовления битумов на асфальтобетонном заводе.

Оборудование: методическое оснащение, ноутбук.

Ход работы:

1)Изучить технологическую линию приготовления битума (записать как происходит процесс).

2) Расписать требования, которые необходимые к готовности предшествующих работ.

3) Записать технические характеристики нагревательной установки ВНИИЭТО.

4) Ответить на вопросы.

5) Написать вывод о проделанной работе.

Материал

В закрытом битумохранилище битум подогревают до текучего состояния, после чего он стекает в приямок. В приямке битум нагревают до жидкотекучего состояния (температура 80 - 100 °С) и затем битумным насосом перекачивают в котлы битумоплавильной батареи (см. рисунок).

В котлах из битума выпаривают воду, а затем обезвоженный битум перекачивают в расходный котел, где его подогревают до рабочей температуры и подают по трубопроводам к смесителям асфальтобетона.

Технологическая линия приготовления битума:

1 - железнодорожный бункер; 2 - битумохранилище; 3 - приямок; 4 - электронагреватели битумохранилища; 5 - электронагреватель приямка; 6 - битумный насос Д-171 (ДС-3); 7 - битумные котлы; 8 - битумопровод; 9 - смесительный узел

Требования к готовности предшествующих работ

На прирельсовые базы, как правило, битум доставляют по железной дороге в цистернах или бункерных полувагонах. На притрассовые базы битум поступает в битумовозах с прирельсовых баз и сливается в битумохранилища или в битумоплавильные котлы.

Битум размещают в битумохранилищах закрытого типа с водонепроницаемым перекрытием, бетонным резервуаром и приямком.

Хранение битума в открытых битумохранилищах ямного типа запрещено, так как это приводит к обводнению битума до 30 %.

Перед сливом битума битумохранилище должно быть очищено, отремонтировано и разделено на секции. Битумы различных марок должны храниться отдельно.

Пробы битума для лабораторных испытаний качества и соответствия маркам, паспортным данным и требованиям ГОСТ отбирают перед сливом его в битумохранилище.

Вязкие битумы, применяемые в дорожном строительстве, должны отвечать требованиям ГОСТ 22245-76, жидкие - ГОСТ 11955-74.

Разогрев битума в битумохранилище и приямке

В камере битумохранилища битум предварительно подогревают до 60 - 65 °С, а в приямке - до 80 - 100 °С.

Для разогрева битума в обоих случаях используют типовое электронагревательное устройство, разработанное Всесоюзным научно-исследовательским институтом электротермического оборудования (ВНИИЭТО).

Таблица 1

Техническая характеристика нагревательной установки ВНИИЭТО

Электронагреватель днища битумохранилища представляет собой спиральные нагревательные элементы из стальной проволоки диаметром 5 мм, навитой на асбестоцементные трубы, которые укладывают в ниши на полу битумохранилища. Нагреватель разбит на четыре самостоятельно регулируемые электрические зоны. Каждый нагреватель днища в свою очередь состоит из двенадцати спиралей, смонтированных на асбестоцементных трубах диаметром 125 мм.

Длина нагревателя одной фазы - 145 м (4 последовательно соединенных спирали). Концы каждой фазы нагревателя приварены электросваркой к выводным шинам сечением 4×40 мм из стали марки Ст. 3.

Нагреватель приямка состоит из шести нагревателей, закрепленных на шестигранной раме, сваренной из угловой стали. Нагревательным элементом служит стальная проволока диаметром 5 мм, навитая на рамке из асбестоцементных планок толщиной 30 мм. Шаг навивки - 20 мм, длина проволоки одной фазы - 94 м. Каждая фаза нагревателя размещается на двух рамках. Концы нагревателя соединяют с нейтралью и выводами с помощью электросварки. Нагреватель устанавливают на дно приямка, а сверху закрывают сеткой.

Вся пускорегулирующая аппаратура, в том числе и электроконтактные термометры битумной массы, размещена на панели щита управления.

Электрическая часть обеспечивает как ручное, так и автоматическое регулирование температуры. При этом на любой фазе нагревателя поддерживается напряжение 220 в, даже в случае перегорания одной или двух фаз нагревателя. Защита от короткого замыкания осуществляется индивидуальными и общими воздушными автоматическими выключателями 6АВ, АВ. Магнитные пускатели 1-5ПМ обеспечивают включение, блокировку и автоматическое регулирование температуры.

В автоматическом режиме осуществляется двухпозиционное регулирование (включение и отключение полной мощности) с помощью электроконтактных термометров 1-5ЭКТ и промежуточных реле 1-6РП, управляющих работой магнитных пускателей.

Схема предусматривает сигнализацию о включении цепей управления и нагревателей каждой зоны.

Блокировка осуществляется с помощью выключателя ВК (связанного с дверью, закрывающей вход на рабочую площадку), который отключает напряжение на включенных нагревателях при открывании двери битумохранилища.

Транспортировка битума по трубам

Разогретый в приямке битум по трубопроводам перекачивают в котлы битумоплавильной установки с помощью насоса Д-171 (ДС-3), который включает только после разогрева битумопроводов.

Наружный электрообогрев битумопроводов применяют при подаче битума от битумохранилища к битумоплавильной установке (особенно при длинных коммуникациях), так как транспортировка битума с температурой 90 - 100 °С по трубам с применением внутреннего электрообогрева приводит к увеличению потерь напора, что значительно снижает пропускную способность битумопровода.

У битумопроводов с наружным электрообогревом на трубу диаметром 83 мм, предварительно заземленную, наматывают шнуровой асбест диаметром 5 мм, а затем диаметром 3 мм. На два слоя асбеста наматывают нихромовую ленту размером 10×1 мм, которая служит нагревателем. Поверх нихромовой ленты наматывают шнуровой асбест диаметром 5 и 3 мм, затем накладывают рубероид шириной 10 см, который обматывается шпагатом, пропитанным антисептиком.

Приготовление битума в битумоплавильной батарее

Приготовление битума заключается в выпаривании из него влаги и подогреве обезвоженного битума до рабочей температуры с помощью электро- или газоподогрева. Битумная батарея состоит из трех битумных котлов и 1 - 2 рабочих (расходных) котлов с полезной емкостью по 15 т каждый.

Электроподогрев. Битумные котлы оборудуют электронагревателями, представляющими собой три асбестоцементные трубы, разрезанные по длине (2,2 м) на две части.

По наружному периметру труб наматывают ленточный нихром сечением 10×1 мм и длиной 36 м. Нагревательные элементы крепят болтами к деревянным подкладкам, закрепленным скобами к днищу котла. Концы нихромовой ленты нагревательных элементов приваривают электросваркой к выводным шинам. На электронагреватели подается напряжение 220 в. Котлы битумной батареи заземлены.

После прогрева битумопроводов поочередно заполняют битумные котлы битумом на ³/₄ их геометрического объема. Количество подаваемого битума в котлы регулируют при помощи задвижки. Излишки битума через перепускной клапан по возвратной трубе сливают в битумохранилище.

После наполнения каждого котла битумом включают его электронагреватели.

Газоподогрев. Битумные котлы с жаровыми трубами оборудованы газовыми горелками инжекторного типа.

После прогрева битумопроводов поочередно заполняют битумные котлы и подготавливают горелки к розжигу. Для вентиляции топки и дымоходов открывают шиберы на дымоходе, продувные дверцы и регулятор первичного воздуха. После вентиляции закрывают регулятор первичного воздуха у горелки, открывают задвижку на пуске газопровода и убеждаются, что давление в системе соответствует нормальному, кран на газопроводе «свеча» открыт, открывают вентиль на пуск газопровода и в течение нескольких минут продувают газопровод «свечу» газом, после чего кран на «свече» закрывают.

Окончив эту подготовку, зажигают переносной запальник (работающий на газе), подносят через отверстие для розжига к выходному отверстию горелки, открывают задвижку горелки и ожидают, чтобы газ загорелся. Когда убедятся, что газ горит, закрывают кран запальника, извлекают его из топки и укладывают на специально отведенное место. Для нормального горения производят регулировку первичного воздуха, пока пламя не станет синевато-фиолетовым, без красноватых коптящих языков.

После включения электронагревателей или розжига газовых горелок битум нагревают до температуры 110 - 120 °С, перемешивая его механической мешалкой. При появлении признаков вспенивания в битумные котлы вводят противопенный препарат СКТН-1 по 2 - 3 капли на 10 т битума.

Перед употреблением препарат СКТН-1 предварительно взбалтывают и вводят в битум капельницей или пипеткой. После введения препарата пена спадает и при дальнейшем повышении температуры не образуется.

Режим выпаривания продолжается до полного удаления влаги из битума, признаками которого является образование чистой зеркальной поверхности битума без пузырьков воздуха и следов пены. Окончательно готовность битума устанавливают испытанием пробы в лаборатории.

Обезвоженный битум перекачивают в расходный котел и нагревают до рабочей температуры.

Таблица 2

Температура нагрева битума для приготовления асфальтобетонных смесей

Битум при рабочей температуре разрешается держать только при работе смесительной установки, но не более 5 часов. При длительных перерывах в работе смесительной установки следует поддерживать температуру вязких битумов не выше 80 °С, жидких - не выше 60 °С не более 12 часов.

Температуру битума контролируют через каждые 2 ч с помощью термопар, установленных в битумных котлах, или термометра, который опускают в горловину битумного котла.

При транспортировке битума по битумопроводу от битумоплавильной установки к смесительному агрегату применяют внутренний электрообогрев битумопровода. Внутри битумопровода помещают стержневой электронагреватель, состоящий из кожуха (труба диаметром 18,4 м), стального стержня диаметром 8 мм с надетыми на него керамическими муфтами. Трубы битумопровода должны быть заземлены.

Технические характеристики электронагревателей приведены в сборнике отраслевых нормалей «Элементы битумопроводов», ОН2201-47-66-ОН2201-5266, выпущенным ВНИИСтройдормашем в 1967 г.

Работы по приготовлению битума должны выполняться в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

1. СНиП III-40-78 «Автомобильные дороги. Правила производства и приемки работ», М., «Транспорт», 1979.

2. «Руководство по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий», М., «Транспорт», 1978.

Указания по технике безопасности

1. Расположение и конструкция узлов битумоплавильных установок должны обеспечивать удобный доступ к ним и безопасность монтажа, эксплуатации и ремонта.

2. По наружному контуру верхней площадки обмуровки битумоплавильных котлов необходимо устраивать ограждения высотой не менее 1 м, лестницу шириной не менее 0,7 м с перилами, а также кирпичный борт высотой не менее 0,2 м, предохраняющий от стекания битума по стенкам битумоплавильной установки.

3. Горловины (люки) котлов должны закрываться решеткой с размерами ячеек 250×250 мм, а также крышками.

4. Битумоплавильные котлы и установки должны быть оборудованы системой, позволяющей осуществлять циркуляцию подогреваемого битума.

При отсутствии циркуляционной системы необходимо устраивать механические мешалки.

5. При закачке битума из битумохранилища насос разрешается включать только после обогрева битумопровода, так как в остывшей трубе оставшийся битум создает пробку, что приводит к разрыву трубы.

6. В битумохранилище, оборудованном электронагревательными устройствами, необходимо соблюдать следующие требования:

электрооборудование, а также битумные котлы, насосы, битумопроводы должны быть заземлены;

в битумохранилище следует устанавливать закрытые взрывобезопасные светильники, а электропроводку помещать в трубах;

спирали электронагревательных элементов должны быть полностью погружены в битум;

технологическая линия электроподогрева битума должна быть оборудована световой сигнализацией;

обслуживание электронагревательной установки разрешается лицам, прошедшим специальное обучение, ознакомленным с правилами безопасной эксплуатации установки и имеющим право работы на электроустановках. Квалификация по технике безопасности должна быть не ниже III группы.

7. При газоподогреве конструкция топки должна обеспечивать попадание в жаровые трубы только горячих газов.

При производстве работ необходимо соблюдать требования следующих документов:

1. СНиП III-А.11-70 «Техника безопасности в строительстве», М., Стройиздат, 1970.

2. «Правила техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог», М., «Транспорт», 1978.

Указания по организации труда

Приготовление битума ведется, как правило, круглосуточно. В каждую смену весь комплекс работ выполняет асфальтобетонщик (варильщик) 3 разр., имеющий первую квалификационную группу по технике безопасности.

В его обязанности входят: разогрев битума в битумохранилище, обогрев трубопроводов, заполнение котлов битумом, включение электронагревателей в сеть или розжиг газовых горелок, приготовление битума до рабочей температуры, перекачивание битума в рабочий (расходный) котел, подача битума по битумопроводам на смесительную установку или загрузка готового битума в автоцистерны или автогудронаторы. В необходимых случаях асфальтобетонщик дозирует и вводит поверхностно-активные добавки в битум:

В начале смены асфальтобетонщик получает задание от мастера на приготовление битума и принимает смену от асфальтобетонщика предыдущей смены. Он осматривает битумохранилище (устанавливает наличие битума требуемых марок, исправность электронагревательных элементов), проверяет исправность битумных насосов и битумопроводов, осматривает битумные котлы, проверяет заполнение котлов битумом, определяет степень его готовности.

В течение смены асфальтобетонщик ведет наблюдение за технологическим режимом, поддерживает общий порядок на территории битумохранилища и битумоплавильной батареи и ведет сменный журнал.

Рабочее место асфальтобетонщика (битумоплавильная батарея и битумохранилище) должно содержаться в чистоте и порядке. На площадке и в проходах между горловинами котлов не должно находиться посторонних предметов. Лестницы должны иметь поручни. Места, загрязненные битумом, должны посыпаться песком с последующим удалением сгустков битума. При битумоплавильной батарее должен быть ящик с песком и щит с полным комплектом противопожарного оборудования.

Общий надзор за работой электронагревательных элементов в битумохранилище и их ремонт выполняет электрослесарь асфальтобетонного завода, который входит в звено рабочих, обслуживающих смесительную установку. Электрослесарь должен иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже III.

График производственного процесса

Приготовление битума в котлах с полезной емкостью 15000 л с помощью электро- или газоподогрева

Примечания. 1. Подогрев битума в приямке ведется круглосуточно, поэтому эта работа не включена в график.

2. При работе с тремя котлами для приготовления 45 т битума затрачивается 15,8 чел-ч с учетом совмещения операций.

Калькуляция затрат труда на приготовление битума в котлах с прлезной емкостью 15000 л с помощью электро- или газоподогрева

Примечание. Разогрев битума в приямке битумохранилища ведется круглосуточно, поэтому эта работа не включена в калькуляцию.

Основные технико-экономические показатели

Карта операционного контроля качества приготовления битума на асфальтобетонном заводе (АБЗ)

Требования к качеству работ

1. Выпаривание продолжается до полного удаления влаги из битума, признаками которого является образование чистой зеркальной поверхности без пузырьков воздуха и следов пены. Окончательно готовность битума устанавливают испытанием пробы в лаборатории.

2. Рабочая температура нагрева битумов должна быть в пределах, указанных в табл. 2 технологической карты, и ее можно поддерживать не более 5 часов. Разрешается поддерживать температуру вязких битумов не выше 80 °С, жидких - не выше 60 °С не более 12 часов.

Вопросы для самоконтроля:

1) Разобрать процесс приготовления битума. Описать его.

2) Описать требования к готовности предшествующих работ.

3) Что представляет собойэлектронагреватель днища битумохранилища?

4) Описать транспортировку битума по трубам?

5) Описать приготовление битума в битумоплавильной батарее.

6) Описать организацию труда при приготовлении битума.

7) Выписать основные операции, подлежащие контролю.

Написать вывод о проделанной работе.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Практическая работа № 6 (2 часа)

Тема: «Автоматизация и механизация земляных работ».

Цель урока: ознакомиться с автоматизации и механизации земляных работ.

Ход работы

1) Прочитать материал;

2) Выделить производительность труда;

3) Сделать таблицу, что относиться кавтоматизации земляных работ и механизации земляных работ.

4) Ответить на вопросы в конце конспекта.

5) Написать вывод о проделанной работе.

Материал

Автоматизация земляных работ

Дальнейший рост производительности труда, эффективности и использования дорожных машин, облегчение труда машинистов возможны только при автоматизации управления рабочими процессами. В первую очередь, автоматизация коснулась наиболее утомительных операций: управления положением рабочего органа при планировочных и отделочных работах, когда нужно точно выдерживать задаваемые отметки, поперечный и продольный уклоны, ровность поверхности.

На автоматизированных автогрейдерах, бульдозерах, скреперах, планировщиках, профилировщиках, укладчиках и других машинах, как правило, автоматизируют управление положением рабочего органа и только в отдельных случаях предусматривают также автоматическое выглубление отвала при перегрузке двигателя, управление рабочей скоростью или вождением по курсу. Остальное пока осуществляет машинист. Он может в любой момент полностью переключиться на режим ручного управления. Дорожные автоматизированные машины изготавливают на базе комплексных унифицированных приборов и средств управления, которые работают надежно при перепадах температуры воздуха от плюс 40 до минус 50°.

Примером автоматизированных машин могут служить бульдозеры Д-687А и Д-493Б, которые оборудованы системой «Автоплан-1» и являются модификацией серийных бульдозеров тех же марок. Автоматическая стабилизация углового положения отвала позволяет выдерживать заданный угол поверхности в продольном направлении, тем самым улучшая планирующие свойства бульдозера. С выключенной автоматической системой бульдозер можно использовать на обычных работах, выполняемых машиной. Стремление повысить эффективность землеройных машин приводит, помимо автоматизации, к устройству рабочих органов активного действия на кусторезах, автогрейдерах, бульдозерах. Примером может служить бульдозер с поворотно-взрывным устройством. От обычного бульдозера он отличается наличие камеры сгорания, которая является составной частью металлоконструкции отвала и размещается внизу, с тыльной стороны отвальной поверхности. На базовом тракторе дополнительно установлены компрессор, топливная и регулирующая аппаратура, обеспечивающая подачу топлива и сжатого воздуха в камеру сгорания, а также. воспламенение горючей смеси с определенной повторяемостью. Эффект достигается за счет повторных взрывов смеси сжатого воздуха и топлива, воздействующих непосредственно на грунт и осуществляющих его рыхление и перемещение в сторону от создаваемой при этом выемке.

Автоматизация скреперов возможна при установке системы «Стабилоплан-1», автоматически стабилизирующей положение ковша на планировке грунта. Система разработана для скреперов с гидравлическим управлением и позволяет автоматически выдерживать заданный уклон продольного профиля планируемой поверхности; она состоит из унифицированных приборов, блоков и пульта управления, датчика углового перемещения, реверсивного гидрозолотника и электрической схемы.

В унифицированном согласующем устройстве комплекта аппаратуры, вместо щупового или маятникового датчиков, может быть подключен фотоэлектрический приемник для управления дорожными машинами по лучу лазерного излучателя (рис. 2).

Дальнейшим развитием систем автоматического управления машинами является метод управления с высокой точностью инфракрасным модулированным лучом ПУЛ. Машины, управляемые инфракрасным модулированным лучом, при этом не требуют предварительной геодезической или иной разметки профиля сооружения, отпадает необходимость в кольях и нивелирной проволоке. Особенно эффективны ПУЛ на отделке и планировке. ПУЛ включает передающий пункт: излучатель модулированного света, в состав которого входят прожектор с постоянной установкой объектива на 500 мм и преобразователь потребляемой мощности 30 Вт напряжением источника тока 6 В (для ПУЛ-3); приемный пункт —фотоприемник с полем зрения 6°, диаметром объектива 40 мм: усилитель с коэффициентом усиления неявнее 1,2—10, напряжением питания анодных цепей 300 В постоянного тока и напряжением питания ламп накаливания 13 В; пульт управления потребляемой мощности 40 Вт, напряжением источника постоянного тока 300, 13 и 6,3 В и соединительные кабели.

Приемную станцию устанавливают на машине (рис. 2), направляющую— на земляном полотне. Приемная станция принимает информацию, передаваемую по лучу направляющей станции, и вырабатывает команду гидравлической системе управления вертикальным перемещением рабочего органа машины, чтобы удержать установленный на нем фотоприемник в плоскости раздела модулированного луча.

Система управления ПУЛ довольно сложная, поэтому получает распространение лазерная система — лазер.

Лазер — своеобразная радиостанция, но электромагнитные колебания в нем рождаются атомами, которые испускают не радиоволны, а остронаправленные пучки волны с постоянной частотой. Для управления дорожными машинами используются газовые лазеры, работающие на смеси гелия и неона. Лазерный луч падает на приемник, установленный на машине, который через реле осуществляет воздействие на механизмы управления. Советские ученые являются творцами квантовой энергетики. Созданные ими лазеры прочно вошли в науку и промышленность.

Рис. 1. Унифицированная система автоматизации дорожных машин с возможностью использования лазерного излучателя: 1 — датчик; 2 — щуповой копириый датчик; 3 —подъемное устройство рабочего органа; 4 — электрозолотник; 5 — пульт дистанционного управления; 6 — вспомогательный блок; 7 — звуковой сигнал; 8— лазерный излучатель; 9 — унифицированное согласующее устройство.

Цифры со штрихом имеют те же значения, они отличаются друг от друга типом установочного приспособления и размещающей способностью преобразователя

Лазерный луч в отличие от ПУЛ хорошо виден в любую погоду, тумане и запыленном воздухе. Его можно использовать при строительстве мостов в качестве осевой линии, а при высотном строительстве— для проверки вертикальности сооружения. Во время строительства телевизионной башни в Москве лазерный.луч благодаря своей исключительной точности служил «отвесом», по которому проверяли вертикальность полукилометровой громады.

Рис. 2. Система управления ПУЛ: а — компоновочная схема ПУЛ на автогрейдере; б — блок-схема автоматического управления рабочим органом автогрейдера; 1 — прожектор; 2 — преобразователь; 3, 7 — аккумулятор; 4 — фотоприемник; 5 — усилитель; 6 — пульт управления; 8 — генератор базовой машины; 9 — гидроцилиндры рабочего органа; 10 — электромагнитный сервозолотник.

Механизация земляных работ

При комплексной механизации земляных работ разработку грунта осуществляют комплектом машин, в состав которого кроме ведущей (основной) землеройной машины входят машины для транспортирования грунта, подчистки дна выемок и отделки откосов, уплотнения насыпей, предварительного рыхления грунта и др.

Состав комплекта машин и их количество зависят от объема и сроков работ, свойств грунтов, вида земляного сооружения и способа выполнения работ: с помощью землеройных и землеройно-транспортных машин, средств гидромеханизации, взрывом или закрытым способом. Окончательное решение о способе выполнения работ и необходимом комплекте машин принимают на основании сопоставления возможных вариантов по основным технико-экономическим показателям: стоимости разработки 1 м3 грунта и трудоемкости работ.

Разработка грунта экскаваторами. При этом способе ведущей землеройной машиной в комплекте машин могут быть: одноковшовые экскаваторы, оборудованные ковшами типа прямой или обратной лопаты, драглайном, грейфером; многоковшовые или роторные экскаваторы непрерывного действия.

Вспомогательными машинами могут быть землеройно-транспортные машины: бульдозеры, скреперы, грейдеры, предназначенные для подчистки дна котлованов, отделки откосов, предварительного Рыхления грунта и др. В комплект обязательно включают машины. Для перевозки грунта: автосамосвалы грузоподъемностью от 5 до 40 т, саморазгружающиеся железнодорожные вагоны, а при небольших расстояниях грунт перемещают при помощи конвейеров, бульдозеров или тракторов с прицепами-самосвалами грузоподъемностью до 20 т.

Рис. 3. Тип экскаваторов: а — драглайн: б — прямая лопата

Выбор Ведущей машины — экскаватора зависит от вида и объемов работ.

Экскаваторы с прямой лопатой (емкость ковша от 0,15 до 15 м3) используют для отработки котлованов и траншей в сухих грунтах 1—111 групп с погрузкой грунта на транспортные средства.

Экскаваторы с обратной лопатой выпускают с емкостью ковша 0,15—1,4 м3 и применяют при работе в сухих и переувлажненных грунтах для устройства траншей, котлованов и с погрузкой грунта в транспорт и в отвал.

Экскаваторы, оборудованные драглайном (емкость ковша 0,25—2 м3), широко используют в строительстве при устройстве глубоких котлованов, траншей, каналов, насыпей, при добыче песка и гравия со дна рек и озер.

Многоковшовые и роторные экскаваторы служат в основном для устройства траншей в связных грунтах (суглинках, глинах). При этом создание траншей с вертикальными стенками для укладки трубопроводов возможно без креплений на глубину не более 3 м. Для устройства траншей с откосами на многоковшовые экскаваторы устанавливают дополнительные ножи, а на роторные— откосники. Наличие сменного оборудования позволяет’ отрывать траншеи шириной по дну 0,9—1,1 м и поверху до 3,2 м.

До начала выемки грунта экскаваторами на местности устанавливают вешки, которые обозначают оси траншей или контуры котлованов, границы отвалов грунта, а также места остановки транспорта при погрузке грунта.

Рабочую зону экскаватора называют экскаваторным забоем.

Выемку грунта экскаваторами ведут проходками, количество которых зависит от глубины и размеров выемки в плане, а также 0т рабочих параметров экскаватора (длины стрелы, глубины черпания). Размеры проходок назначают из условия минимальной затраты времени на выполнение рабочего цикла. Цикл работы экскаватора складывается из времени, необходимого на набор грунта в ковш, подъема ковша, перемещения его к месту разгрузки, разгрузки и обратного поворота стрелы с опусканием ковша в рабочее положение.

Число рабочих циклов у одноковшовых экскаваторов составляет от 3 до 4 в минуту. Поэтому в целях достижения наибольшей производительности экскаваторов имеет значение экономия секунд на каждой операции и очень важно правильно определить размеры забоев, уступов и места остановки транспорта.

Сокращение времени рабочего цикла зависит от квалификации экскаваторщика и его умения совмещать операции.

Разработка грунтов скреперами, бульдозерами и грейдерами. К преимуществам перечисленных землеройно-транспортных машин относятся: комплексное выполнение одной машиной всех операций по выемке, транспортированию, укладке и разравниванию грунта; сравнительно низкая стоимость работ; высокая производительность.

Скреперы широко применяют для разработки грунтов при строительстве дорог, на планировочных и вскрышных работах, а также при устройстве выемок и насыпей в грунтах непереувлажненных I—-III групп и в более плотных с предварительным рыхлением. Скреперы выпускают двух типов: прицепные и самоходные с ковшом емкостью до 15 м3. Прицепные скреперы с тракторными тягачами используют при перевозке грунта по пересеченной местности на расстояние до 1000 м. Самоходные скреперы с колесными тягачами имеют большую скорость и служат для перемещения грунта на расстояние до 5000 м. К недостаткам самоходных скреперов следует отнести необходимость использования трактора-толкача при наборе грунта в ковш.

Бульдозеры выгоднее использовать при перемещении грунта на расстояние 50—100 м. В строительстве они осуществляют самые разнообразные работы: рытье неглубоких выемок с перемещением грунта на небольшие расстояния и сооружение невысоких насыпей, расчистку территории и планировочные работы, зачистку оснований под насыпи и фундаменты зданий и сооружений, Устройство подъездных путей, отработку грунта на косогорах, обратную засыпку траншей и пазух фундаментов и т. д. Кроме того, бульдозер очень часто служит как вспомогательная машина в комплекте с другими.

Бульдозер срезает грунт послойно толщиной 10—20 см и перемещает его к месту укладки, а затем возвращается в исходное положение без разворота.

Грейдеры используют при планировке территории, возведении дорожных насыпей, профилировании дорожного полотна, зачистке котлованов и отделке откосов.

Уплотнение насыпей грунтов. При возведении насыпей, подсыпок под полы промышленных зданий, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов грунты уплотняют с целью увеличения несущей способности и повышения водонепроницаемости. Уплотнение бывает поверхностным и глубинным. Существует три способа уплотнения грунтов: трамбованием, укаткой и виброуплотнение.

Во всех случаях грунты уплотняют послойно. Толщина слоя 10—20 см, при необходимости грунт предварительно увлажняют. Грунтоуплотняющими машинами служат пневматические и электрические трамбовки, виброплиты, виброкатки, тяжелые дорожные самоходные и прицепные катки.

В процессе грунтоуплотнительных работ необходим контроль качества уплотнения, который осуществляют специальными приборами или путем отбора проб.

Закрытые способы производства земляных работ. В отдельных случаях при прокладке коммуникаций под железными и автомобильными дорогами, под сооружениями и под городскими улицами, при строительстве метрополитена и шахт применяют закрытые способы выполнения работ: щитовые проходки, проколы, горизонтальное бурение скважин, вдавливание трубопроводов.

Щитовые проходки применяют при прокладке канализационных коллекторов на большой глубине и используют механизированные щитовые комплексы (КЩ) диаметром от 2,1 до 5,2 м.

Способом прокола укладывают трубопроводы диаметром до 300 мм и длиной до 30—40 м.

Способом вдавливания с последующим извлечением грунта из трубы прокладывают трубопроводы диаметром до 1400 мм. В этом случае необходимо соблюдать условие, при котором рабочий может находиться в трубе диаметром не менее 800 мм и должен быть обеспечен надежной сигнализацией.

Гидромеханизация земляных работ. При дноуглубительных работах, при заготовках речного песка, при выполнении больших объемов вскрышных работ в карьерах применяют два способа гидравлической выемки грунта: землесосными снарядами и гидромониторный.

Землесосными снарядами, оснащенными мощными грунтовыми насосами, грунт можно забирать с глубины до 16 м простым всасыванием или с предварительным механическим рыхлением ротором. При растекании пульпы по карте частицы грунта оседают, а осветленная вода по отводным канавам стекает в водоем.

При гидромониторной разработке воду под большим давлением подают к гидромонитору. Вытекающая из гидромонитора с большой скоростью (20—70 м/с) струя воды разрушает грунт. Размытый грунт стекает в виде водогрунтовой смеси (пульпы) D специальное углубление (зумпф), из которого затем грунтовым насосом перекачивают пульпу по трубам к месту укладки.

Разработку грунта в зимнее время необходимо выполнять по специальному проекту производства работ и обосновывать технико-экономическим расчетом.

Разработку мерзлого грунта одноковшовыми экскаваторами (прямая и обратная лопаты) без предварительного рыхления допускают при толщине мерзлого слоя до 0,25 м ковшом емкостью 0,5—0,65 м3 и 0,4 м ковшом емкостью 1 — 1,25 м3. При промерзании грунта на глубину более указанной выше его необходимо предварительно подготовить для разработки одним из следующих способов: предварительным рыхлением грунта до промерзания, оттаиванием и рыхлением мерзлого грунта.

Выбор и обоснование способа подготовки зависят от объемов и условий работ, сроков их выполнения и наличия оборудования.

От промерзания грунт можно предохранять предварительным рыхлением до его промерзания (вспахивание, боронование, перелопачивание экскаватором), засолением, покрытием поверхности грунта теплоизоляционными материалами; удержанием снегового покрова. Утепляют грунт опилками, сухим торфом или шлаком, а также синтетическими покрытиями на площади в контуре будущих траншеи, котлована или выемки с уширением с каждой стороны на величину глубины промерзания. Толщину слоя утеплителя определяют расчетом.

Рыхление мерзлого грунта должно быть осуществлено механическим или взрывным способом. Для механического рыхления и разработки мерзлых грунтов следует применять: при отработке траншей — машины ударного действия, дисковые экскаваторы и фрезерные машины, роторные и цепные экскаваторы со специальным рабочим оборудованием, а при устройстве котлованов и карьеров— машины ударного действия, навесные рыхлители и землеройно-Фрезерные машины для послойной отработки, баровые (резательные) машины для нарезки мерзлых грунтов на блоки. Рыхление мерзлых грунтов взрывом возможно при глубине их промерзания более 0,4 м (преимущественно на незастроенных площадках).

Фронт работ для каждого экскаватора при выемке грунта, разрыхленного механическим или буровзрывным способом, следует разделить на два блока: в пределах одного ведут выемку грунта, а в пределах другого—его рыхление или буровые работы.

Оттаивание мерзлых грунтов для последующей разработки применяют в стесненных условиях, труднодоступных местах и при незначительных объемах работ (до 50 м3), а также в случае невозможности использования других, более экономичных способов. При глубине промерзания более чем 0,4 м грунт оттаивают радиальным способом, устанавливая нагреватели в толще мерзлого грунта. При меньшей глубине промерзания в необходимых случаях возможно применение поверхностного оттаивания при помощи электро-паропрогрева или огня.

Грунт оснований котлованов и траншей, отрытых в зимних условиях, необходимо предохранять от промерзания, прикрывая его утеплителями. Основание следует зачищать непосредственно перед возведением фундаментов или укладкой трубопроводов.

Обратную засыпку котлованов и траншей следует выполнять с учетом следующих требований: количество мерзлых комьев в грунте, которым засыпают пазухи между стенками котлованов (траншей) и возведенных в них сооружений, не должно превышать 15% общего объема засыпки; засыпка пазух внутри зданий мерзлым грунтом не допускается.

Траншеи, отрытые в зимнее время, следует засыпать немедленно после укладки труб, не допуская повреждения их изоляции.

В зимних условиях грунт необходимо уплотнять преимущественно трамбующими машинами или плитами тяжелого типа, которые позволяют выполнять работы на небольших захватках и при значительной толщине уплотняемых слоев грунта.

Охрана труда при производстве земляных работ. При земляных работах необходимо неуклонно выполнять правила техники безопасности, предусмотренные СНиП III-4-70.

Перед началом работ следует получить письменное разрешение на выполнение земляных работ вблизи подземных коммуникаций от организаций, отвечающих за эксплуатацию подземного хозяйства. Работы вблизи газопроводов и электрических кабелей, находящихся под напряжением, необходимо вести под наблюдением производителя работ и работников газо- и электрохозяйства. В непосредственной близости от подземных сетей можно работать только вручную.

При составлении технологических карт выполнение отдельных операций следует проектировать только способами, обеспечивающими безопасность работающих. Для спуска рабочих в котлован или траншеи необходимо устанавливать надежные трапы с перилами. В темное время суток забой и место погрузки грунта должны быть освещены переносными прожекторами на опорах или другими средствами. Нельзя вести выемку грунта из забоя с козырьком (нависающим в верхней части забоя грунтом). Ковш экскаватора во время разгрузки не должен находиться над кабиной, если она не защищена. При работе на рыхлении мерзлого грунта кабины машиниста экскаватора или рыхлящей машины должны быть защищены металлической сеткой.

Работы по электрооттаиванию грунта следует вести на огражденной площадке под руководством главного энергетика или главного инженера строительного управления. У отогреваемой площадки должны круглосуточно дежурить электромонтеры, снабженные средствами защиты от поражения током. Временные линии из голого провода надо подвешивать к изоляторам на высоте не менее 4 м, а изолированные провода укладывать на высоте 0,8 м.

Работы с химическими веществами можно выполнять лишь в брезентовой одежде, резиновых сапогах и рукавицах, в защитных очках.

Во время работы гидромонитора нельзя находиться в его рабочей зоне и в пределах полуторной дальности действия струи, а также в зоне возможного обрушения грунта наверху забоя в пределах не менее трехдневной выработки. Эти зоны необходимо ограждать предупредительными знаками. После монтажа гидромонитор проверяют на давление, в 1,5 раза превосходящее рабочее.

Земляные работы часто начинают в период развертывания строительства в отдалении от жилья, рабочие находятся под открытым небом, в мокром грунте— все это создает большие трудности, особенно в зимний период. Поэтому необходимо создать хорошие бытовые условия для рабочих: обеспечить их горячей пищей, оборудовать помещения для отдыха и обогрева людей, сушки одежды, организовать санитарные посты по оказанию первой помощи при обмораживаниях, травмах и т. д.

Заполнить таблицу

Ответить на вопросы:

1) В чем заключается рост производительности труда?

2) Что такое лазер?

3) Что такое гидромеханизация земляных работ?

4) Как происходит уплотнение насыпей грунтов?

5) Как происходит рыхление мерзлого грунта?

6) Что следует проектировать при составлении технологических карт?