施工机械

1土木工程施工技术主讲：赵大军学时：482课程主要内容第一章施工机械第二章路基施工技术第三章基层（地基层）施工技术第四章沥青路面施工技术3高等级公路路基路面施工主要机械挖掘与装载铲土运输拌合机械碾压机械摊铺机械第一章施工机械学习目的：掌握施工机械使用性能；正确选择施工机械；科学的组织机械化施工4本章主要内容：铲土运输机械挖掘机和装载机工程运输车辆压实机械半刚性基层材料拌和机械沥青路面施工主导机械5第一节铲土运输机械推土机铲运机平地机6推土机推土机是路基土方施工中最常用的机械之一。特点：所需作业面小，机动灵活，转移方便，短距离运土效率高，干湿地都可以独立工作，也可以配合其它机械施工。7分类：履带式按行走方式轮胎式按推土板固定式安装方式回转式推土机按推土板机械式操纵方式液压式小型（37kw以下）按发动机中型（37-250kw）功率大型（250kw以上）8适用范围可用于季节性较强、工程量集中、施工条件较差的施工环境；主要用于50～100m短距离作业；可为铲运机、挖掘机、装载机松土和助铲及牵引各种拖式工作装置。9履带式推土机使用最广泛的一种推土机，它适宜于IV级以下土的推运。当推运IV级及IV级以上土和冻土时，必须先进行松土。常见作业方式由直铲作业、侧铲作业、斜铲作业、松土器的劈开作业。10提高生产率的途径缩短一个循环作业的时间提高时间利用系数减少土的漏损11缩短一个循环作业的时间铲土时充分利用发动机的功率以缩短铲土距离；选择合理的运距(50～100m)；使送土和回程距离最短，并尽量创造下坡铲土的条件。12提高时间利用系数消除不必要的非生产时间；正确的进行施工组织；合理选择机型；针对各种施工条件采用正确合理的操作方法13减少土的漏损运土时应采用土槽、土埂和双台并列推土等作业方法。14国外发展概况发动机向大功率柴油机发展:最大1000HP，我国200HP行走方式向轮胎式发展：灵活、振动小、速度高铲刀操纵系统向液压发展：紧凑、灵活、自动化推土铲向回转式发展：可侧向铲土采用模拟遥控装置：1人操纵两台，提高效率4倍出现水陆两用推土机采用爆破推土：提高生产效率15铲运机作用：铲、装、运、卸、压实、平整作用16分类小容量（3m3以下）按铲斗容量中等容量（4～14m3）大容量（15～30m3）特大容量（30m3以上）强制式铲运机按卸土方式半强制式自由式按操纵系统形式钢索滑轮式液压操纵式拖式按行走方式半拖式自行式17铲运机的适应性：1.铲运机的经济运距铲运机的经济运距视类型不同而异。一般与斗容量的大小成正比（100-2000m）2.铲运机对土的适应性铲运机应在I、II级土中施工，如遇III、IV级土应预松。在土的湿度方面，最适宜在湿度较小(含水量在25%以下)的松散砂土和粘土中施工。3.铲运机对地形的适应性铲运机在施工中应尽可能地利用地形下坡（7°-8°）铲装和运输以提高生产率。18提高铲运机生产效率的途径提高生产效率的途径铲斗的充满系数一个循环所用的时间时间利用系数19国外发展概况大斗容量：30立方米，双斗60立方米，我国为2.5-18立方米大功率：480HP，配辅助动力机高驶速：自行式，轮胎式，速度41KM/h20平地机21平地机分类四轮式按行走轮数六轮式前轮转向式按转向方式全轮转向式后转向架转向式铰接式轻型平地机按铲刀长度或发动机功率中型重型两轮驱动式按驱动轮数四轮驱动式六轮驱动式机械操纵按工作装置和行走装置的操纵方式液压操纵22平地机的使用范围能够从事多种作业的土方工程机械，其主要用途有：从路线两侧取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤的横断面；旁刷边坡；开挖路槽和边沟，以及大面积平整；可以在路基上拌和、摊铺路面材料；清除路肩上的杂草以及冬季道路除雪。232425第二节挖掘机和装载机挖掘机装载机26挖掘机反铲挖掘机27单斗挖掘机的分类履带式按行走方式轮胎式步履式轨行式按采用的动力内燃式单斗挖掘机电动式按传动方式机械传动液压传动按适应工作环境寒冷地区、高原地区沼泽地区28挖掘机的使用范围优点：效率高、产量大缺点：机动性较差挖掘机的主要工作条件为：①工作物为I-IV级土和松动后的V级以上的土；②可用于装载和开控爆破后的石方以及不大于斗容的石块；③机械传动的正铲挖掘机，其工作面只能在停机面以上；反铲挖掘机，其工作面只能在停机面以下，液压传动、液压操纵的正反铲掘机，其工作面不受这种限制。293031装载机32装载机是一种工作效率较高的铲土运输机械，它兼有推土机和挖掘机两者的工作能力，可以进行铲掘、推运、整平、装卸和牵引等多种作业。优点：适应性强，作业效率高，操纵简便，是一种发展较快的循环作业式机械。33分类单斗式按工作装置不同挖掘装载式斗轮式全回转式按动臂形式不同半回转式装载机非回转式按自身特点刚性式铰接式按行走方式履带式轮胎式34国产装载机产品分类和型号见表1-2。产品型号一般由类、组、型代号与主要参数代号两部分成。装载机产品分类表1-2类组型特性代号代号含义主参数名称单位铲土运输机械装载机履带式—Z履带机械装载机装载能力kNY（液）ZY履带液压装载机轮胎式—ZL轮胎液压装载机35装载机的适用范围和条件适应范围主要取决于使用场所、土石料特性和工作环境；选用时应注意的问题①装载机的经济合理运距：300-1000m②装载机的斗容与自卸汽车车箱容积的匹配：2-4斗装满一车箱③充分发挥装载机的效率：循环时间小于15-20s36第三节工程运输车辆工程运输车辆的类型运输车辆生产率的计算运输车辆需要量的计算37工程运输车辆公路型车辆非公路型车辆38公路型车辆自卸汽车牵引汽车、和挂车39非公路型车辆包括：后卸式或侧卸式重型自卸汽车；双轴牵引车拖带的底卸式或侧卸式半挂车；单轴牵引拖带的底卸式或后卸式半挂车。40运输车辆的生产率计算生产率计算公式自卸汽车以及由轮式牵引拖带的各式半挂车的生产率可由下式计算：单位时间的载运量。（m3/h,松方）式中：V——每一工作循环的载运量，以车箱的堆装容量计(m3，松方)；T——工作循环时间（min）；KB——时间利用系数（维修、保养、等待时间）60BBQVKT41工作循环时间公式工作循环时间由下式计算：（min）（1-2）式中：t1——由装载机械装满一车箱所需时间(min)；t2——行驶时间包括重车运输和空车返回的行驶时间(min)；t3——在卸料点倒车转向和卸料的时间(min)；t4——在装载机械近旁的调车时间，但不包括因等候装车耽误的时间（min）。1234Ttttt42运输车辆需要量的计算汽车的选型原则从技术管理、物资供应、设备保养和维修及技术工人的培训等管理方面的因素考虑，选用的车辆型号规格越少越好；最好选用标准化、系统化、成批定型生产的自卸汽车。在大型工程施工中，选用载重量稍有富裕的自卸汽车。在工程量大、工期紧、施工强度高、场地大而条件许可的地方，应尽可能选用国外自卸汽车。43经济车辆数的确定方法一般方法1.铲车容积比的选择容积比：汽车容量/挖掘机斗容量运距1-2.5km时，容积比4-73-5km时，容积比7-102.汽车载重量的利用程度3.与一台挖掘装载机械配套的自卸汽车辆数4.费用分析442.铲装次数n的计算（1-3）式中：Q——自卸汽车的载重量（t）；W——铲斗中土的重量（t）；V1——铲斗中土的松方容积（m3）。一般铲装次数n=3-51QVnWV45与一台挖掘装载机械配套的自卸汽车辆数：需要的车辆数N的计算：式中：T——自卸汽车的工作循环时间t1——装载一车所需时间。1TNt46费用分析：每立方米土方的直接费用称为土方单价，可用下列公式计算：（元/m3）（元/m3）根据施工条件选择几种方案，分别求出土方单价，挑选其中费用最低的作为最优方案。3m每小时或每班的车队费用（元）土方运输单价每小时或每班的运输方量（）3m每小时或每班的机群费用（元）土方挖掘和运输费用每小时或每班机群完成的方量（）3m47第四节压实机械压实机械的分类使用范围几种压实机械简介压实机械生产率的计算48压实机械49压实机械的分类静作用碾压机械按压实力作用原理振动碾压机械夯实机械压实机械按行走方式拖式自行式光轮按碾轮形状羊脚轮充气胎轮5051串联式压路机钢轮压路机三轮式压路机静碾轮胎压路机压路机组合式压路机（钢轮-轮胎组合）自行式单轮式压路机手扶式振动压路机双轮式振动串联式振动压路机压路机组合式振动压路机驾驶式振动压路机（钢轮-轮胎组合）双轮摆振振动压路机铰接轮胎振动压路机52使用范围光轮压路机光轮压路机是一种静作用压路机，按其重量可分为特轻型、轻型、中型、重型和特重型五种。适用于一般的筑路工程。羊脚(凸块)压路机羊脚(凸块)压路机有较大的单位压力(包括羊脚的挤压力)，压实深度大而均匀，能挤碎土块，有很好的压实效果和较高的生产率。广泛用于粘性土的分层压实，不适用非粘性土及高含水量粘土的压实。53轮胎压路机轮胎压路机机动性好，便于运输，进行压实工作时土与轮胎同时变形，接触面积大，并有揉合的作用，压实效果好。适用于压实粘件土、非粘性土及沥青混合料的复压。振动压路机振动压路机单位线压力大，振动力影响深，压实深度较大，压实遍数少。光轮振动压路机最适用于压实非粘性土(砂土、砂砾)、碎石、块石及不同类型、不同厚度的沥青混合料面层。羊脚(凸块)式振动压路机既可压实非粘性土，又可压实含水量不大的粘性土和细颗粒砂砾，以及碎石土。54轮胎碾轮胎碾一般以光面无花纹的充气轮胎为压实工具，利用碾的重量压实土体。胎压的大小应根据土料性质和要求的密实度而定，过小的胎压不能产生需要的压强；胎压过大，就可能使土体表面产生剪力破坏，降低了上体表面的强度。与刚性平碾相比，轮胎碾的压实效果较好。可显著提高压实效果和减少碾压遍数，还可用改变轮胎气压的方法来调节接触压力的大小。适于各种性质的土体的压实作业。55振动碾振动碾因其具有压实效果好、生产效率高和节省能源等优点，在高等级公路路基路面压实中得到广泛应用。振动压实理论振动碾的压实是依靠碾重静压和振动力的共同作用。振动力以压力波的方式向土体内传递，并能达到较大的深度。在振动作用下土粒间的摩擦力急剧降低，并在静压作用下产生移动充填孔隙而达到密实状态。实验证明，振动碾对砂砾料以及含有大量石块的土压实非常有效。对粘性土和粒径均匀的粉砂的压实效果则较差。56振荡压路机振荡压路机振荡轮由压实滚筒、减振器和机架组成。优点：节省能源、减少机架及邻近地面的振动、改善驾驶员工作条件、延长机械使用寿命；不会碾碎筑路材料，能有效防止表层振松，且压实效果好、表面平整。57压实机械生产率的计算碾压机械的生产率P：单位时间压实土方体积（m3/h，实方计）式中：B——有效压实宽度(m)，等于碾宽减去搭接宽度0.1～0.2m；h——压实层的厚度（m）；v——压实作业速度（km/h）；n——压实遍数；KB——时间利用系数，根据现场作业条件确定：条件良好时，KB＝0.6～0.85；场地面积小，工作困难时，KB＝0.4～0.6。1000BBhvPKn58第五节半刚性基层材料拌和机械路拌机械厂拌设备拌和机械的比选半刚性基层材料拌和机械常被分为路拌机械和厂拌设备两大类。59路拌机械路拌机械的代表是稳定土拌和机60拌和方式把土、无机结合料(石灰、粉煤灰、水泥)、细料(砂、土)、骨料(碎砾石、炉渣)等材料，按照施工配合比，在路上直接拌和。分类：可分为履带式、轮胎式。按工作装置的位置可分：前置式、后置式和中置式三种。按旋转方向分：正转（转子由上向下切削）反转（转子由下向上切削）61厂拌设备62厂拌设备将土、碎石、砾石或碎砾石、水泥、石灰粉煤灰、水等材料按施工配合比在固定地点拌和均匀的专用生产设备。组成：供料系统(包括各种料斗)、拌和系统、控制系统(包括各种计量器和操纵系统)、输送系统和成品储存系统五大部分。拌和设备还装有流量计控制供水量，如需加入乳