Парк строительных и дорожных машин — это сложная техническая система, характеризующаяся высокой размерностью, множественностью и сложностью зависимостей, динамичностью. Она представлена множеством различных факторов, значительное количество которых — переменные величины.

Система машин для комплексной механизации и автоматизации строительства автомобильных дорог включает пять основных групп машин, определенных их технологическим назначением: для строительства земляного полотна; для строительства дорожных одежд; для строительства водопропускных сооружений (труб, мостов и др.) и укрепления откосов; для добычи и переработки дорожно-строительных материалов; технологический транспорт.

Система машин для содержания и ремонта автомобильных дорог также состоит из пяти основных групп машин: для летнего и зимнего содержания; для маркировки проезжей части, содержания обстановки пути, озеленения и благоустройства; для ремонта земляного полотна, сооружений, водоотвода и полосы отвода; для ремонта и восстановления дорожной одежды; для ремонта и содержания искусственных сооружений.

Значительное число элементарных подсистем парка (строительные и дорожные машины различного назначения, транспортные средства, сменное рабочее оборудование, средства малой механизации, ручные машины) уже само по себе представляет сложность в целостном восприятии системы. Однако такие подсистемы еще и образуют между собой сложные многоуровневые технологические связи, характер которых не всегда можно подвести под некоторый общий шаблон.

Динамичность системы ПМ объясняется многими факторами. Во-первых, в процессе производства работ изменяются технологические связи между средствами механизации, во-вторых, на состояние подсистем оказывают влияние время, внешняя экономическая и социальная среда, причем не только со стороны других подсистем предприятия, но и со стороны абсолютно внешних факторов.

Условно структуру парка можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структура парка машин

Комплекты машин объединяются в комплексы — систему машин, предназначенную для выполнения всего технологического процесса по строительству объекта (участок дороги, мост, водопропускные сооружения) с заданным темпом строительства в запроектированные сроки.

Специализированные комплекты могут состоять как из отдельных машин, так и звеньев машин — объединения однотипных машин для выполнения рабочей операции (звено скреперов, звено катков, звено бульдозеров и т. п.).

При комплектовании СКМ для производства работ комплексно-механизированным способом необходимо соблюдать следующие условия: – число машин должно быть минимальным, их конструкция и параметры соответствовать условиям работы и габаритам возводимого сооружения; в каждом СКМ выделяются одна или несколько ведущих машин, которые в основном определяют организацию работ, производительность и темп производства работ; – состав СКМ должен обеспечивать непрерывность технологического процесса; производительность вспомогательных машин, эффективную работу ведущей (или ведущих) машины.

По характеру работы системы машин можно разделить на три группы: непрерывного действия, когда все машины работают непрерывно (например, отсыпка земляного полотна комплектом машин: грейдер-элеватор, бульдозер, катки, автогрейдер); циклического действия, когда все машины работают циклично (комплект машин: экскаватор, автосамосвалы); смешанного действия, когда часть машин работает непрерывно, а часть циклично (комплект машин по строительству асфальтобетонного покрытия: АБЗ, транспортные средства, асфальтоукладчики, катки).

Из приведенных систем в дорожном строительстве широкое распространение получили системы циклического и смешанного действия.

Состав и взаимосвязь ведущих и вспомогательных машин в СКМ образуют его структуру, которая может быть последовательной и комбинированной (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Последовательная (а) и комбинированная (б) структуры специализированных комплектов машин (А—Ж — дорожно-строительные машины)

Характерным для последовательной структуры является ограничение производительности СКМ производительностью звена машин с минимальной производительностью. При комбинированной структуре изменение производительности одной из параллельно соединенных машин не сказывается на производительности других.

В состав СКМ целесообразно планировать резервные машины на случай выхода из строя ведущих или вспомогательных машин.

Ведущие машины между собой могут быть соединены последовательно, параллельно и комбинированно (рис. 1.3).

При последовательном соединении машин простой одной машины вызывает простой всего комплекта машин. При параллельном соединении отдельные машины работают независимо друг от друга, а условием простоя всего комплекта является одновременная остановка всех машин.

Рис. 1.3. Последовательное (а), параллельное (б) и комбинированное (в) соединения ведущих машин (А-Г — дорожно-строительные машины)

Вспомогательные машины по отношению к ведущей машине могут быть соединены по таким же схемам: последовательно, параллельно, комбинированно.

При последовательном соединении машин производительность СКМ определяется производительностью машины с минимальной производительностью, при параллельном соединении — суммой производительнос-тей машин.

Организацию не интересует эффективная работа лишь отдельной машины и СКМ. Основная экономическая задача предприятия — получить высокие результаты работы всего парка машин.

На рис. 1.4 приведены этапы управления парком машин с целью повышения эффективности его использования.

Рис. 1. 4. Этапы управления процессом эксплуатации парка машин

При проведении анализа работы парка машин целесообразно рассматривать работу отдельных СКМ. Разбивка на более мелкие подсистемы нецелесообразна, так как это может привести к утере связей внутри глобальной системы «парк машин» и эффективности выводов по эффективности использования ПМ.

Результатом проектирования механизации дорожного строительства является обоснование технологического обеспечения процесса средствами механизации, обеспечивающими выполнение работ на объекте в плановые сроки с минимальными затратами.