Комплект машин для строительства автомобильных дорог с рельсформами

До последнего времени цементобетонные покрытия автомобильных дорог и аэродромов строились на песчаном основании комплектом серийно выпускаемых машин на рельсовом ходу. На предварительно спланированное земляное полотно устанавливают рельс-формы, которые служат опалубкой для бетонного покрытия и одновременно рельсами для всех машин, входящих в бетоноукладочный комплект.

Рельсформы ставят по нивелиру на хорошо уплотненные грунтовые или песчаные полосы, на деревянные брусья или на бетонную подготовку, что более надежно обеспечивает ровность бетонного покрытия и сохранность рельсформ. Установка рельс-форм осуществляется легким автомобильным краном.

На спрофилированном и уплотненном земляном основании устраивают песчаный подстилающий слой и разравнивают автогрейдерами, оборудованными автоматизированной системой «Профиль-1» или «Профиль-2». Окончательную планировку и уплотнение слоя песка после предварительного увлажнения поливочной машиной производят профилировщиком ДС-502 за один—два прохода при толщине слоя до 300 мм.

При наличии в монолитном бетоне железной арматуры ее обычно устанавливают в виде продольных стержней в нижней части плиты и по ее краям и в виде штырей в стыках бетонных плит. Арматурные стержни и штыри крепят на проволочных шпильках, втыкаемых в песчаный подстилающий слой. В некоторых случаях для быстроты установки арматуры на песчаное основание укладывают заранее связанные арматурные сетки.

Применяют напряженно-армированные бетонные монолитные покрытия, имеющие повышенный срок службы. Напряжение в плитах обеспечивается гибкими тросами или арматурными стержнями, натягиваемыми после укладки бетона, или предварительным натяжением стальной проволоки (пучков). Арматурные пучки, состоящие из 8—12 проволок диаметром 3—5 мм, укладывают по два—три по обеим сторонам дороги на бетонные кубики. На одном конце участка пучки образуют петли для крепления к гидродомкратам, на другом распускают на длину 1,5—2 м для обеспечения хорошего сцепления с бетоном и заанке-риваются. Если напряжение производится после бетонирования, проволочки обмазывают битумом. Длина участков натяжения устанавливается от 50 до 200 м. В зависимости от местных условий, наличия средств механизации и технико-экономических предпосылок могут быть выбраны следующие способы ведения работ по бетонированию: с применением бетонных заводов и возкой бетона самосвалами; с применением заводов сухой смеси и возкой и приготовлением бетона в автобетономешалках. Укладка бетона производится комплектом бето-ноукладочных машин, включающим в себя ? профилировщик основания ДС-502, бункерный распределитель бетона ДС-503; бетоноотделочную машину ДС-504; дисковый нарезчик швов в затвердевшем бетоне ДС-510 и заливщик швов битумом Д-344 или ДС-67.

По требованию строителей комплект машин может поставляться в различных модификациях на ширину укладки 3,5; 3,75; 5,0; 7,0 и 7,5 м с односкатным профилем и на ширину 7 и 7,5 м с двухскатным профилем. Серийно комплект выпускается с литером «А» на ширину 7 м и с литером «Б» на ширину 7,5 м. Комплекту придается трейлер для перевозки машин и 500 звеньев (по 4 м) рельсформ, рассчитанных на фронт работ протяженностью 1 км. Комплект обеспечивает темп работ до 250 м дороги в смену.

Для постройки монолитного покрытия комплектом бетоноукладочных машин с применением бетонного завода последний должен иметь производительность 60 м3/ч (СБ-78). Бетон подвозят самосвалами, имеющими боковую разгрузку (рис. 2.44). При строительстве однополосного покрытия шириной 7 и 7,5 м необходимо или уширить одну обочину до 3—4 м для свободного движения автосамосвалов, или иметь комплект машин на ширину 3,5 м и работать, как при двухполосном способе, причем темп работ при этом будет снижен в 2 раза. При строительстве двухполосного покрытия автосамосвалы движутся по земляному полотну или по построенной полосе. Из самосвала бетон сгружают в бункер распределителя ДС-503. Распределитель выкладывает на основание слой бетона необходимой толщины, который затем уплотняют и выглаживают отделочной машиной ДС-504.

Отделка покрытия предусматривает придание бетону необходимой ровности и гладкости, что осуществляется затирочными рабочими органами отделочной машины. Ликвидация отдельных задиров, наплывов и неровностей осуществляется затиркой их вручную с мостика машины.

Уход за свежеуложенным бетоном заключается в длительном сохранении его во влажном состоянии, что необходимо для процесса твердения цемента. Известно, что для нормального твердения бетона вполне доста» точно сохранить имеющуюся в нем воду. Для этого поверхность бетона покрывают водонепроницаемыми пленкообразующими материалами. В качестве жидких пленкообразующих материалов применяют этинолевый лак, помароль, латекс синтетического каучука, перхлорвиниловый лак, специальные битумные и дегтевые эмульсии и др. Распыление их производят весьма простой по конструкции машиной. В качестве оборудования применяется бак для пленкообразующего материала, компрессор для его вытеснения, системы трубопроводов с форсунками-распылителями (по типу авто-гудронаторных). Производительность такой машины может доходить до 1000 м2/ч. Расход пленкообразующего материала составляет от 0,5 до 1,5 кг на 1 м2 покрытия.

После схватывания бетона с помощью двухдискового нарезчика ДС-5Ю нарезают продольные и поперечные температурные швы, которые затем заливают мастикой, применяя для этого ручной заливщик швов Д-344 или механизированный ДС-67.

Рис. 2.44. Схема работы комплекта машин для строительства бетонных покрытий автомобильных дорог с рельсформами и использованием бетонного завода:
1 — заливщик; 2 — нарезчик швов; 3 — отделочная машина ДС-504; 4 — распределитель бетона ДС-503; 5 — самосвал с боковой разгрузкой; 6 — профилировщик основания ДС-502; 7 — рельсформы; 8 — автокран; 9 — водопровод; 10 — бетонный завод; 11 — уширенная обочина

Рис. 2.45. Схема работы комплекта машин для строительства бетонных покрытий автомобильных дорог с рельсформами и использованием автобетономе-шалок:
а — при строительстве двух полос; б — при строительстве одной полосы; 1 — нарезчик швов; 2 — заливщик швов; 3 — отделочная машина ДС-504; 4 — шнековый распределитель; 5 — автобетономешалка; 6 — профилировщик основания ДС-502; 7 — рельсформы; 8 — автокран; 9 — водопровод; 10 — завод сухой смеси; 11 — передвижной мостик

При использовании комплекта бето-ноукладочных машин с автобетономешалками составляющие цементобетона отвешивают на заводе сухой смеси (рис. 2.45) и загружают в автобетономешалки, воду заливают в мерные бачки по мере ее расходования. В процессе транспортировки или на месте укладки составляющие перемешивают и полученный бетон выгружают в бункер распределителя ДС-603. При необходимости выкладывать бетон с помощью выгрузочных лотков непосредственно на основание следует применять шнековый распределитель для разравнивания бетона. Остальные процессы выполняются, как и по предыдущей схеме.

При строительстве двухполосного покрытия автобетономешалки движутся по построенной полосе или по ее земляному полотну (рис. 2.45, а). При строительстве однополосного покрытия автобетономешалки движутся по временному пути и переезжают боковую канаву и рельсформу по передвижному мостику: для городских условий подъезд автобетономешалок может быть осуществлен по основанию укладываемого покрытия.

Способ бетонирования выбирают не только в зависимости от местных условий и наличия основного оборудования, но также с учетом технико-эксплуатационных и экономических преимуществ и недостатков. Схема работ с бетонным заводом и подвозкой бетона к месту укладки самосвалами наиболее распространена, так как позволяет применять типовое серийное оборудование.

К недостаткам этой схемы относятся:
а) ограниченность дальности возки временем начала схватывания бетона (40—45 мин); б) расслоение бетона при транспортировке его в автосамосвалах на большие расстояния и по плохой дороге;
в) необходимость при строительстве одной бетонной полосы производить уширение одной из обочин до 4 м для проезда по ней автосамосвалов;
г) наличие бункерного бето-нораспределителя с боковой загрузкой, имеющего длительный цикл работы и ограничивающего производительность всего комплекта оборудования.

Схема работ с автобетономешалками сбеспечивает:
а) наибольшую мобильность в работе при любой дальности возки бетона;
б) высокое качество перемешивания бетона, так как укладывается свежий бетон, что исключает его промежуточную перевалку;
в) максимальную производительность шне-кового распределителя и отделочной машины;
г) большую площадь раскладки бетона вследствие наличия поворотных разгрузочных лотков у автобетономешалок;
д) использование завода приготовления сухой смеси для обслуживания автобетономешалок, более простого и дешевого, чем бетонный завод.

Недостатком этой схемы является высокая стоимость эксплуатации автобетономешалок.

Для работы в средних условиях с производительностью, принятой для серийного комплекта бетоноукладоч-ных машин, требуется до 15—20 автобетономешалок емкостью 1000—1200 л. Заводы приготовления сухой смеси или бетонные заводы следует располагать у железнодорожных станций, водных путей, в гравийных, каменных или песчаных карьерах, чтобы избежать дополнительной перевалки материала, значительно удорожающей строительство. В целях уменьшения расстояния перевозки сухой смеси или бетона заводы должны находиться возможно ближе к строящейся дороге.

Сооружение бетонных заводов связано со значительными затратами на строительство подъездных путей, обустройство площадки, снабжение водой и энергией, поэтому частые передвижки заводов вдоль дороги нецелесообразны. Кроме того, демонтаж и монтаж заводов во время строительного сезона снижают годовую выработку комплекта бетонных машин, вызывая их простой. Практика показала, что заводы сухой смеси и бетона должны работать на одном месте не менее сезона.

Комплект машин со скользящими формами для скоростного строительства автомагистралей

Отечественной промышленностью освоен комплект машин ДС-100 (выпускается комплект ДС-110) типа «Автогрейд».

Каждый комплект: – обеспечивает комплексную поточную механизацию строительства всех слоев дорожной одежды; профилирует грунтовое основание, укладывает и выравнивает стабилизированный и подстилающий слои, укладывает, уплотняет вибрацией и выглаживает цементобе-тонное покрытие (в том числе армированное), нарезает продольные и поперечные швы, предохраняет бетон от усадки, укладывает двухслойное цементобетонное и асфальтобетонное покрытие; – укладывает и профилирует любые слои дорожной одежды на полную глубину толстыми слоями и одновременно на всю ширину проезжей части до 7,5 м; – ведет укладку слоев дорожной одежды в подвижной опалубке, со скользящими формами, не требуя тяжелых и громоздких рельсформ; – имеет трехмерную следящую систему, обеспечивающую автоматическую работу машин комплекта с соблюдением заданного курса и уклонов продольного и поперечного профилей дороги, а также высокую ровность покрытия (просвет не более 3 мм под трехметровой рейкой); – создает условия (благодаря вышеперечисленным качествам) скоростного строительства дорог g высоким темпом 1—2 км готовой дороги в день (1,5—2 смены).

В комплект (рис. 2.46) входит девять основных профилировочных, укладочных и отделочных машин и оборудование к ним, два нарезчика швов, заливщик швов и трейлер с тягачом Для перевозки машин. Комплект включает также специально освоенный для него бетонный автоматизированный завод непрерывного действия СБ-109 производительностью 120 м3/ч (см. §8.1). Для нормальной работы каждого комплекта 6 темпом не менее 1 км дороги в день необходимо иметь по два таких завода или один завод производительностью 240 м3/ч.

Профилировщик ДС-97 служит для рыхления, распределения и профилирования верхнего слоя земляного полотна по копирному шнуру, а также для профилирования различных привезенных материалов (гравийно-пес-чаных смесей, грунтов, укрепленных вяжущими материалами, песка, шлака, гравия и др.) при устройстве морозо-защитных, дренирующих и подстилающих слоев и различных оснований под бетонное покрытие на ширину до 9,6 м. Увлажняют распределяемые материалы поливомоечными машинами, а уплотняют пневмоколесными катками. Излишние материалы при профилировании удаляют на обочину или в транспортные средства навесным к профилировщику конвейером-перегружателем ДС-98.

Если укрепление грунтов вяжущими материалами производится на дороге, можно применять комплекты машин, описанные в § 2.4.

Распределитель бетона ДС-99 служит для приема бетона из самосвала со стороны обочины и равномерного его распределения на ширину до 7,5 м, а также для укладки любого материала и (при наличии уплотняющего бруса) его предварительного уплотнения. Толщина распределяемого материала — до 50 см.

Рис. 2.46. Схема работы комплекта ДС-100 машин для скоростного строительства автомагистралей со скользящими формами:
1 — профилировщик земляного полотна и основания ДС-97; 2 — конвейер-перерружатель ДС-98; 3 распределитель бетона ДС-99; 4 — тележка ДС-103 для перевозки арматурной сетки; 5 — бетоноукладчик ДС-101; 6 — вибропогружатель арматурной сетки ДС-102; 7 бетоноотделочная машина (трубчатый финишер) ДС-104; 8 — машина ДС-105 для придания шероховатости поверхности и нанесения пленкообразующих материалов; 9 — нарезчик поперечных швов ДС-112; 10 — нарезчик продольных швов ДС-115; 11 — заливщик швов ДС-67; 12 — асфальтоукладочное оборудование ДС-106; 13 — трейлер ДС-107 с тягачом MA3-537; 14 — бетонный завод (из двух установок СБ-109); 15 — большегрузный самосвал; 16 — пневмоколесный каток; 17 — копирный шнур; 18 — водопровод

При сооружении армированного бетонного покрытия к распределителю прицепляют тележку ДС-103 для перевозки арматурной сетки (размером по ширине до 7,35 м). Сетку грузят автокраном на тележку и укладывают на покрытие, соединяя или сваривая секции, а затем погружают в слой бетона на проектную отметку с помощью вибропогружателя ДС-102, смонтированного на бетоноукладчике. Бетоноукладчик ДС-101 распределяет и уплотняет бетонную смесь, уложенную распределителем ДС-99 или привезенную большегрузными самосвалами и уложенную равномерно кучами перед укладчиком. Помимо этого бетоноукладчик осуществляет полуавтоматическую закладку стержней по оси покрытия и с боков для соединения бетонируемых полос, а также может устраивать продольный шов в свеже-уложенном бетоне с заполнением его изоловой лентой. Толщина бетонной плиты — до 45 см, ширина — до 7,5 м.

Окончательную чистовую отделку бетонного покрытия и его затирку (текстурование) осуществляют трубчатым финишером ДС-104. Для придания шероховатости поверхности све-жеуложенного бетона и нанесения пленкообразующих материалов (помо-роля или лака этиноля) на покрытие служит машина ДС-105. Вместо пленкообразующих материалов машиной можно раскладывать по свежеуложен-ной бетонной полосе рулонную синтетическую пленку (хлорвиниловую или полиэтиленовую).

Нарезку поперечных и продольных швов в затвердевшем бетоне осуществляют самоходными нарезчиками ДС-112 и ДС-115. Заливку швов мастикой производят заливщиком ДС-67.

При необходимости устройства асфальтобетонного покрытия применяют асфальтоукладочное оборудование (ДС-106), монтируемое на распределителе бетона или на профилировщике. Состав комплекта машин можно изменять в зависимости от потребности. Например, при небольших объемах работ можно использовать профилировщик как для подготовительных работ, так и для укладки отдельных слоев дорожной одежды, а распределитель бетона может использоваться в качестве профилировщика с меньшей производительностью. При укладке бетона непосредственно на полотно дороги можно работать бетоноукладчиком, не применяя распределитель бетона. Можно исключить из комплекта нарезчик продольных швов, если их нарезать приспособлением бетоноукладчика в свежеуложенном бетоне. Также может быть исключена машина для нанесения пленкообразующих материалов, если не обязательна шероховатость поверхности и если в качестве влагозащиты свежеуложенного бетона используется только синтетическая пленка; эту работу может выполнять трубчатый финишер.

Следует отметить, что эффективное использование описанного комплекта машин может быть достигнуто только при условии заблаговременной подготовки земляного полотна, укомплектования необходимыми вспомогательными машинами, транспортными средствами (большегрузными самосвалами типа КРАЗ-256Б) и бесперебойного снабжения инертными материалами и цементом.

Строительство сборных железобетонных покрытий

Сборные конструкции дорожных покрытий из железобетонных плит имеют ряд преимуществ по сравнению с бетонированием на месте, так как по мере укладки плит готовые участки вводятся в эксплуатацию немедленно, благодаря чему не требуется сооружения дорогих подъездных путей. При сборных покрытиях на дороге применяют простейшие машины, не требуется вдоль трассы монтировать дорогостоящие бетонные заводы; кроме того, достигается значительная экономия цемента и каменных материалов благодаря промышленному изготовлению тонкостенных (возможно пустотелых) напряженно-армированных высококачественных плит. К положительным сторонам сборных дорожных покрытий из железобетонных плит относятся также возможность их многократного использования, легкость и удобство замены плит при повреждении.

Однако такие покрытия не получили еще широкого применения в строительстве автомагистралей ввиду отсутствия единой системы размеров плит и несовершенной технологии их укладки, вследствие чего темп строительства сборных покрытий еще низок, а качество покрытия (его ровность) не удовлетворяет требованиям скоростного автомобильного движения. Такие покрытия строят поэтому на второстепенных дорогах, времянках, подъездных путях к крупным карьерам, промышленным объектам и т. п.

Сборные элементы железобетонных покрытий (плиты, стыковые подкладки и бордюры) изготовляют централизованно на заводах железобетонных изделий. При определении размеров и массы элементов учитывают не только технологическую целесообразность удобства изготовления и укладки, но и условия транспортировки, погрузки, разгрузки и хранения элементов. Обычно плиты изготовляют армированными размером 1,5 X 2,0 м и толщиной 16 см. Боковые плиты могут иметь бордюрные края с лотками и ширину в зависимости от запроектированной ширины проезжей части. Боковые стороны плит шпунтуются для опоры смежных плит, а с лицевой стороны имеют проушины для их погрузки, монтажа и сварки.

Плиты укладывают на подстилающий песчаный слой толщиной 15— 20 см на стыковые подкладки, укладываемые заранее по нивелиру. Планировку земляного полотна и устройство корыта ведут автогрейдерами. Окончательную планировку слоя песка выполняют посредством рейки заподлицо со стыковыми подкладками, а уплотнение песка достигается увлажнением водой.

Доставленные к месту укладки плиты раскладывают в штабеля по 10—12 шт. на деревянных прокладках с расстоянием между штабелями 20 м. Укладку плит ведут «от себя» автокраном грузоподъемностью 3 т, который движется по уложенным плитам покрытия, или специальным укладчиком плит ЛД-2. Плиты укладывают длинной стороной вдоль дороги, вплотную Друг к другу. Температурные швы (осевые и поперечные через 10 м) заполняют горячей асфальтовой, мастикой, остальные строительные швы заполняют цементным раствором.

При строительстве сборных колейных покрытий принимают различные размеры плит в зависимости от транспортных средств, их скорости и других условий. Наиболее широко применяют размеры плит 350 X 100 X X 12 см.

Строительство колейной дороги из железобетонных плит включает в себя следующие работы: устройство корыта и песчаного основания, укладку поперечин, уладку и закрепление плит.

Корыто устраивают при помощи автогрейдеров. Плиты и поперечины к месту укладки подвозят автомобилями. Поперечины укладывают заподлицо с поверхностью грунта, так, чтобы плиты опирались на грунт всей плоскостью. Производительность укладки бригадой из 10 рабочих составляет 100 м дороги за 8 ч.