книги / Развитие и современное состояние строительно-дорожной отрасли
..pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
К.Г. Пугин, В.С. Юшков, А.М. Бургонутдинов
РАЗВИТИЕ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2012
УДК 625.7/.8 П88
Рецензенты:
канд. техн. наук, профессор Б.С. Юшков (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
д-р техн. наук, профессор В.Ф. Олонцев (Пермский институт железнодорожного транспорта)
Пугин, К.Г.
П88 Развитие и современное состояние строительно-дорожной отрасли: учеб. пособие / К.Г. Пугин, В.С. Юшков, А.М. Бургонутдинов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 193 с.
ISBN 978-5-398-00775-6
Рассмотрены категории и классы автомобильных дорог Российской Федерации, строительно-дорожная техника и оборудование и их технические характеристики, современные строительные материалы и технологии их получения. Также представлены структура управления дорожными предприятиями и методы организации работ в до- рожно-строительной отрасли.
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по специальностям «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и «Автомобильные дороги и аэродромы».
УДК 625.7/.8
ISBN 978-5-398-00775-6 |
© ПНИПУ, 2012 |
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение............................................................................................... |
5 |
1. История развития строительной техники..................................... |
7 |
1.1. История создания и развития экскаваторов ........................... |
7 |
1.2. История создания и развития дорожных катков.................... |
11 |
1.3. История создания и развития бульдозеров............................. |
20 |
1.4. История создания и развития автогрейдеров......................... |
21 |
1.5. Краткая история технологии строительства........................... |
24 |
1.6. Новые технологии дорожного строительства........................ |
32 |
2. Автомобильные дороги Российской Федерации.......................... |
38 |
2.1. Классификация автомобильных дорог |
|
Российской Федерации ................................................................... |
38 |
2.2. Классы автомобильных дорог ................................................. |
41 |
2.3. Категории автомобильных дорог............................................ |
42 |
2.4. Дорожные покрытия автомобильных дорог........................... |
53 |
3. Современное состояние строительно-дорожной техники |
|
и оборудования..................................................................................... |
57 |
3.1. Строительные машины и оборудование................................. |
57 |
3.2. Машины для земляных работ.................................................. |
63 |
3.3. Машины для уплотнения......................................................... |
74 |
3.4. Подъемно-транспортные машины........................................... |
79 |
3.5. Дорожные машины................................................................... |
86 |
4. Материалы, применяемые в строительно-дорожной отрасли...... |
95 |
4.1. Общие сведения о материалах для дорожной отрасли.......... |
95 |
4.2. Общие сведения о грунтах....................................................... |
99 |
4.3. Классификация строительно-дорожных материалов ............ |
102 |
4.4. Битумы нефтяные: состав, структура и свойства................... |
104 |
4.5. Асфальтобетонные смеси......................................................... |
116 |
5. Технология получения строительных материалов........................ |
119 |
5.1. Технология и оборудование для производства щебня.......... |
119 |
5.2. Технология производства песчано-гравийной смеси............ |
128 |
5.3. Технология производства цемента.......................................... |
130 |
3 |
|
5.4. Технология производства асфальтобетонных смесей........... |
139 |
5.5. Технология получения полимерно-битумных вяжущих....... |
142 |
6. Структура дорожно-строительных предприятий |
|
и организаций....................................................................................... |
145 |
6.1. Основные принципы формирования производственных |
|
структур дорожно-строительных организаций............................ |
145 |
6.2. Структура управления.............................................................. |
147 |
6.3. Организационные способы ведения строительных работ .... |
149 |
6.4. Общие сведения о поточном методе организации |
|
дорожно-строительных работ......................................................... |
152 |
6.5. Выбор методов организации дорожно-строительных |
|
работ................................................................................................. |
159 |
6.6. Парк строительных и дорожных машин................................. |
160 |
7. Методы контроля в дорожно-строительной отрасли................... |
167 |
7.1. Термины и определения........................................................... |
167 |
7.2. Общие положения .................................................................... |
168 |
7.3. Система контроля качества дорожного строительства......... |
169 |
7.4. Приборы для контроля качества дорожных |
|
и строительных материалов............................................................ |
173 |
7.5. Лаборатории контроля качества.............................................. |
177 |
Заключение........................................................................................... |
187 |
Контрольные вопросы......................................................................... |
188 |
Список литературы.............................................................................. |
189 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Развитие транспортной системы страны становится в настоящее время необходимым условием реализации инновационной модели экономического роста Российской Федерации и улучшения качества жизни населения.
Несмотря на благоприятные тенденции в работе отдельных видов транспорта, транспортная система не в полной мере отвечает существующим потребностям и перспективам развития Российской Федерации.
Несбалансированное и несогласованное развитие отдельных видов транспорта в условиях ограниченности инвестиционных ресурсов привело к их нерациональному соотношению в транспортном балансе страны. Ослаблены позиции гражданской авиации и внутреннего водного транспорта, что не позволяет в полной мере использовать конкурентные преимущества этих видов транспорта для увеличения объемов грузовых и пассажирских перевозок, наращивания и реализации транзитного потенциала страны. Значительные резервы повышения эффективности функционирования транспортной системы выявляются на стыках взаимодействия отдельных видов транспорта, где имеют место наибольшие потери и диспропорции.
Региональная неравномерность развития транспортной инфраструктуры ограничивает развитие единого экономического пространства страны и не позволяет в полной мере осваивать ресурсы регионов. Наиболее существенны различия между европейской частью Российской Федерации и регионами Сибири и Дальнего Востока. Различия в транспортной обеспеченности между субъектами Российской Федерации достигают недопустимого уровня.
Для автомобильных дорог России, особенно в последние годы, характерным является резкий рост интенсивности движения с преобладанием в транспортном потоке легковых автомобилей, что обусловливает возрастание требований к качеству проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог и сооружений на
5
них, а также необходимости доведения параметров и показателей качества до уровня мировых стандартов.
Строительная отрасль – одна из тех, которые в большей степени зависят от надежности работы грузоподъемных механизмов. Большая доля нагрузки ложится на многотонные краны, большие грузовые автомобили.
В нашей стране уже более полутора лет обсуждается тема чрезмерно высокой стоимости строительства автомобильных дорог. Об этом пишут оппозиционные политики и публицисты, об этом говорит Президент Дмитрий Медведев, в этом уже уверено все общество. В реальности же российские автодороги обходятся не дороже зарубежных.
Усредненная стоимость одного километра российской автодороги варьируется от 6,3 млн долларов до 12,8 и даже 17,6 млн долларов.
Стоимость строительства одного километра дорог |
|
|||
Стоимость |
|
|
|
|
километра дороги |
2,2 |
5,9 |
6,9 |
17,6 |
с твердым покры- |
$млн |
$млн |
$млн |
$млн |
тием |
|
|
|
|
Введено |
6443 км |
1960 км |
3210 км |
2300 км |
в эксплуатацию |
||||
дорог в 2008 г. |
|
|
|
|
|
Китай |
США |
ЕС |
Россия |
Строительство одного километра некоторых российских автодорог оказалось дороже, чем один километр андронного коллайдера в Швейцарии, который долбили в скальной толще. Эксперты говорят, что расходы на строительство наших дорог завышаются в 3–5, а то и в 11 раз.
Один километр четырехполосной трассы обходится России почти в пять раз дороже, чем Китаю.
6
В США стоимость строительства одного километра четырехполосной дороги составляет 4–6 млн долларов, первоклассного автобана в Германии – 8 млн евро, а в Китае один километр четырехполосной автострады обходится в 3 млн долларов, в Бразилии – 3,6 млн долларов.
1.ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
1.1.История создания и развития экскаваторов
Сразвитием дорожного строительства и нехваткой рабочих рук возникла необходимость в создании экскаваторов. В 1832–36 гг. американец Отис создал первый паровой одноковшовый экскаватор (рис. 1.1). Он был тяжелым и неповоротливым, перемещался по железнодорожным рельсам, но одна такая машина замещала вначале 50,
апосле доработки конструкции 180 рабочих.
Первоначально экскаваторы использовались при строительстве железных дорог, затем – при добыче руды. В России первые экскаваторы появились в середине XIX в., но первоначально они не получили широкое распространение.
Рис. 1.1. Паровой одноковшовый экскаватор
Германия активно применяла «строительные локомобили» (рис. 1.2), на которых были установлены одноканатные грейферы.
7
Рис. 1.2. «Строительный локомобиль»
содноканатным грейфером
ВРоссии же до конца ХIX в. продолжали использовать дешевую рабочую силу, и все землеройные работы выполнялись вручную.
Итолько при строительстве Транссибирской магистрали началось использование американских «землекопных машин».
Во второй половине ХIX в. масштабное строительство железных дорог и каналов потребовало перемещения все больших масс земли, которое уже не могло быть осуществлено с помощью ручного труда землекопов. Это привело к активному развитию разнообразных землеройных машин. Первый русский одноковшовый неполноповоротный железнодорожный экскаватор со сменным ковшом был построен на Путиловском заводе в 1902 г. (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Паровой железнодорожный неполноповоротный экскаватор «Ковровец»
8
До 1917 г. было построено 35 таких машин. В начале XX в. экскаваторы использовались в России довольно интенсивно. Например, при возведении сухого дока в Кронштадте в 1909–1910 гг. работы велись в две смены по 10 часов каждая. Машины этого типа изготавливались до 30-х гг. XX в. После Первой мировой войны, одновременно с общим развитием техники, активизировалось и развитие экскаваторов. Строительство Суэцкого и Панамского каналов требовало перемещения огромного количества земли, для чего были использованы сотни экскаваторов различных типов и размеров. Без экскаваторов уже не обходилась ни одна серьезная стройка. Также развитию строительной техники способствовало распространение двигателя внутреннего сгорания, появление гусеничного хода. Совершенствовались системы управления и ковши. Уже в начале 50-х гг. XX в. использовались гигантские экскаваторы с ковшами объемом до 30 м3.
Во второй половине XX в. традиционные типы экскаваторов совершенствовались в основном за счет применения новых машиностроительных технологий и оборудования (гидропривод и пр.). Улучшались системы управления, повышалась сложность работ, которые можно выполнять экскаваторами, повышалась надежность техники.
Появление трактора связано с необходимостью перевозки различных грузов. Самым первым трактором, имевшим собственную паровую машину и способным перевозить с собой запас воды и топлива, был Cugnot (рис. 1.4), построенный для буксировки тяжелых артиллерийских орудий вскоре после изобретения парового котла. Однако из-за несовершенства конструкции в то время тракторы не получили широкого распространения, и их эра началась только во второй половине XVIII в.
В 1860–1870 гг. в Европе появляются тракторы, ведущие за собой повозки с людьми – «рутьеры». В 1880 г. Otto и Langen в Германии основали известную и поныне фирму Deutz АG. В 1892 г. в штате Южная Дакота появилась марка CASE, ныне известная во всем мире не только тракторами, но и строительными машинами. В Европе
9
Рис. 1.4. Паровая машина Cugnot
продолжался рост количества как тракторных фирм, так и компаний, выпускающих уже специальное оборудование. Так, почти любой большой трактор при помощи специальных приспособлений можно было установить стационарно, а с бокового маховика длинным ремнем снимать крутящий момент для привода станков и оборудования небольшой фабрики или завода. Покупка трактора в те годы являлась для фермера гораздо более выгодным делом, чем сегодня, потому что позволяла быть одновременно и фермером, и маленьким или средним заводчиком. Развитие земледелия и агропромышленности также повлияло на развитие тракторов – появились тракторы, разработанные и изготовленные специально для сельского хозяйства. Например, фирма Ivel с 1903 г. начала выпуск трехколесных тракторов для обработки грядочных полей. Ни одно из колес не задевало посевы, так как они шли по междурядьям. Это был качественный скачок в тракторостроении.
Перед Первой мировой войной начали появляться тракторы на гусеничном ходу. Такая конструкция повышала проходимость машины и ее управляемость. Тракторы получили широкое распространение по всему миру, и в дальнейшем происходило лишь техническое совершенствование механизмов, в то время как основные черты оставались неизменными.
10