Применение автогрейдеров при возведении земляного полотна

Автогрейдер — самоходная колесная землеройно-транспортная машина с основным отвальным рабочим органом, смонтированным в пределах колесной базы (рис. 5.7). Отвальный рабочий орган может свободно поворачиваться на 360°, устанавливаться с различными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также выноситься и выдвигаться в сторону.

Автогрейдеры предназначены для профилирования земляного полотна, строительства грунтовых дорог на нулевых отметках или на насыпях высотой до 0,6 м. Они копают, профилируют, очищают кюветы и оросительные каналы малых размеров, распределяют дорожно-строительные материалы по поверхности земляного полотна, планируют и профилируют дорожные корыта, производят засыпку канав и траншей малых размеров.

Автогрейдеры могут быть использованы для возведения насыпей высотой до 0,8 м из грунтов боковых резервов, однако их производительность в 2 —4 раза ниже производительности других дорожностроительных машин. Цикл работ автогрейдера при устройстве насыпей состоит из зарезания грунта, его транспортирования, укладки и разравнивания с последующей планировкой (рис. 5.8).

Производительность этих операций определяется площадью стружки грунта Fс (срезаемого или планируемого) и скоростью резания. Максимальная производительность ограничивается тяговым усилием Tт автогрейдера. Площадь стружки грунта Fс определяется главным образом величиной коэффициента резания Kр, который зависит от группы грунта и правильности установки отвала автогрейдера под углом: захвата — в; резания — а; наклона — у (табл. 5.6):

где P — вес автогрейдера, кг; f — коэффициент сопротивления движению автогрейдера; i — уклон в долях единицы.

Площадь стружки зависит не только от углов установки отвала, но и от прочности грунта. При предварительном разрыхлении или доувлажнении грунта до относительной влажности 0,65...0,70% сопротивление резанию можно уменьшить, а площадь резания грунтов автофейдерами Fc может достигать 0,20...0,25 м2.

Возведение насыпей прицепными фейдерами и автофейдерами целесообразно осуществлять при высоте насыпей до 0,75 м на равнинном или слабопересеченном рельефе.

В связи с относительно малой производительностью, а также ухудшением строительных свойств грунта (размельчение и пересушивание) в результате разработки его тонкими слоями при перемещении из резерва в насыпь использование их может быть рекомендовано для дорог низших категорий при сравнительно небольших объемах работ.

Вырезание грунта фейдером в резерве и поперечное перемещение его в насыпь осуществляются круговыми проходами машин. Для сокращения потерь времени на развороты машины в концах рабочей захватки ее длина должна быть не менее 400...500 м. Работы рекомендуется вести двумя захватками: на одной захватке следует вырезать грунт из резерва и перемещать его в насыпь, на другой — планировать и уплотнять ранее отсыпанный слой грунта. По окончании работ на первых двух захватках работы следует начинать на следующих двух захватках и т.д.

Автогрейдеры, перемещающие грунт, следует оборудовать удлинителями отвала. При работе в легких грунтах наращивают высоту отвала автофейдера на 10...15 см.

Для окончательной планировки откосов насыпи и резерва на грейдерный отвал следует монтировать откосник. После зарезания грунт перемещается отвалом и укладывается в насыпь. Как правило, авто фейдер передвигается по кольцевой схеме: первое зарезание — в левом резерве, потом — зарезание в правом резерве; первое перемещение грунта — к оси на левой части насыпи, то же — на правой; последующие зарезания и перемещения повторяются в таком же порядке. Грунт в насыпь укладывается в такой же последовательности. Во всех случаях основание насыпи планируется и грунт перемещается и укладывается от оси в сторону резерва.

При первом способе укладки грунта каждая порция грунта после перемещения разравнивается слоем толщиной 0,15...0,20 м, что требует повышенного числа перемещений. При этом в случае жаркой ветреной погоды грунт сильно пересыхает. Колесами автогрейдера грунт предварительно уплотняется. Этот способ может применяться при разработке грунтов повышенной влажности. При втором способе укладки грунта «вполуприжим» толщина слоя после планировки гребней больше, чем в первом случае, и достигает 0,3 м. При третьем способе грунт укладывается «вприжим», вследствие чего одновременно происходит его уплотнение. Толщина слоя увеличивается до 0,4...0,5 м. При втором и третьем способах грунт меньше пересыхает и предварительно автогрейдером не уплотняется. Второй и третий способы укладки грунта применяют при наличии средств уплотнения, обеспечивающих требуемую степень плотности при проработке слоя толщиной до 0,5 м.

На производительность автогрейдера большое влияние оказывает установка его рабочего оборудования в зависимости от вида выполняемых работ.

Угол резания а — это угол между касательной, проведенной через режущую кромку и плоскостью резания грунта. Он показывает, под каким углом находится отвал к поверхности грунта. Его величина при резании составляет 35...40°. С увеличением угла резания значительно возрастает удельное сопротивление резанию, поэтому лучше работать с малыми углами резания.

Угол захвата в — это угол, образованный пересечением линий продольной оси грейдера с направлением отвала. От величины угла захвата зависит дальность поперечного перемещения грунта отвалом. Наименьший угол захвата для хорошо разрыхленных грунтов составляет 45...50°.

Угол наклона у показывает поперечный наклон отвала к поверхности земли. От правильности его выбора зависят ширина и глубина резания, правильность поперечного профиля дороги и производительность машины. Установку отвала фейдера, углов захвата, резания и наклона рекомендуется производить в зависимости от выполняемой операций в соответствии с табл. 5.6. Схемы для определения углов резания, захвата и наклона приведены на рис. 5.9...5.11; схемы установки отвала автофейдера показаны на рис. 5.12.