Le macchine utilizzate durante la costruzione delle strade sono diverse, ognuna con la propria funzione e scopo unici, garantendo congiuntamente l'efficienza, la sicurezza e la qualità della costruzione delle strade. Ecco un'introduzione ad alcune macchine comunemente utilizzate:
1. Macchinari per la costruzione del piano di posa
1.1 Bulldozer
Il bulldozer taglia principalmente o trasporta a breve distanza terra e materiali sciolti. È una macchina terne autopropulsa per lo spostamento e il trasporto della terra, caratterizzata da un'operatività flessibile, una rotazione comoda e una piccola superficie di lavoro richiesta. A seconda del dispositivo di movimento, i bulldozer possono essere divisi in tipi cingolati e a pneumatici. La loro capacità produttiva è principalmente determinata dalla potenza del motore, e i bulldozer utilizzati nella costruzione delle strade sono divisi in medi (59~103kW), grandi (118~235kW) ed extra-grandi (superiori a 235kW). I bulldozer sono generalmente adatti per ambienti di costruzione con forte stagionalità e carichi di lavoro concentrati. Sono principalmente utilizzati per operazioni a breve distanza di 50~100m, come la costruzione del piano di posa, lo scavo di fossati, il livellamento del terreno, la rimozione delle radici degli alberi, il spinta di pietre e scorie, ecc., e possono anche allentare il terreno per le macchine di trasporto a pala e le macchine da scavo, assistere nello scavo e trainare vari dispositivi di lavoro trainati. Quando un bulldozer spinge in salita, utilizza la distanza operativa economica minima, e quando spinge in discesa, utilizza la distanza operativa economica massima. La distanza operativa economica del bulldozer, se scelta appropriatamente, può massimizzarne l'efficacia. In circostanze normali, il bulldozer ha una maggiore produttività entro una distanza di 100m, ma la produttività diminuirà significativamente oltre i 100m. All'interno della distanza operativa economica, il bulldozer ha una maggiore produttività rispetto alla macchina di trasporto a pala. I bulldozer sono generalmente operati da due conducenti.
1.2 Raschiatore
Il raschiatore è una macchina ciclica per lo spostamento della terra, che può essere divisa in tipi trainati e autopropulsi in base al metodo di movimento. La sua pala è posizionata tra i dispositivi di movimento in avanti e all'indietro, e il suo metodo di lavoro è un'operazione ciclica, composta da tre parti: scavo della terra, trasporto della terra e guida all'indietro. La capacità produttiva del raschiatore è principalmente determinata dal volume della pala. È generalmente diviso in piccolo (meno di 5m³), medio (5~15m³), grande (15~30m³) ed extra-grande (superiore a 30m³) in base al volume della pala. La distanza operativa economica per volumi di pala piccoli e medi è di 100~350m, mentre per volumi di pala grandi ed extra-grandi è di 800~1500m. Il raschiatore è principalmente utilizzato per progetti di trasferimento di terra su larga scala a media distanza ed è ampiamente utilizzato nella costruzione di strade e ferrovie. Il raschiatore dovrebbe lavorare in terreni di Classe I, e se incontra terreni di Classe II o III, dovrebbe essere allentato in anticipo. Per quanto riguarda l'umidità del terreno, è più adatto per la costruzione in sabbia e argilla sciolta con una piccola umidità (contenuto d'acqua inferiore al 25%), ma non è adatto al lavoro in sabbia silicea secca e argilla umida, tanto meno in aree con falde acquifere alte, zone umide e aree rocciose. Il raschiatore è generalmente operato da due conducenti.
1.3 Escavatori
Gli escavatori sono principalmente utilizzati per lo scavo e il carico di terra e pietra, inclusi escavatori a singola benna e escavatori multi-benna (tipo a benna a ruota), con gli escavatori a singola benna generalmente utilizzati nella costruzione delle strade. Un escavatore a singola benna lavora con una benna continua rigida o flessibile in un ciclo intermittente e ripetitivo, ed è un tipo di macchina terne autopropulsa che opera in cicli. Gli escavatori a singola benna sono adatti per lo scavo e il carico di tutti i tipi di terra nonché di rocce esplose. La capacità produttiva di un escavatore è principalmente determinata dalla capacità della benna, che varia da 0,1 a 3m³, con più di venti modelli diversi. In base al tipo di sottocarro, gli escavatori a singola benna possono essere divisi in tipo cingolato, tipo a pneumatici e tipo a camion. In base al dispositivo di lavoro, possono essere categorizzati in quattro tipi: escavatori a pala frontale, escavatori a retro, escavatori a dragline ed escavatori a clamshell.
Le caratteristiche dello scavo con un escavatore a pala frontale sono: scavo verso l'alto mentre si avanza, con taglio forzato nel terreno. Questi escavatori hanno una grande forza di scavo e un'alta produttività, e possono scavare tipi di terra da I a IV sopra la superficie di posizionamento della macchina.
Le caratteristiche dello scavo con un escavatore a retro sono: scavo verso il basso mentre si retrocede, con taglio forzato nel terreno. Questi escavatori hanno una forza di scavo più piccola rispetto agli escavatori a pala frontale e possono scavare tipi di terra da I a II sotto la superficie di posizionamento della macchina, adatti per scavare fosse, trincee e fossati di circa 4 metri di profondità, nonché per l'escavazione in aree con un alto livello di falda acquifera.
Le caratteristiche dello scavo con un escavatore a dragline sono: scavo verso il basso mentre si retrocede, tagliando nel terreno con il proprio peso. Questi escavatori hanno una maggiore profondità e raggio di scavo, capaci di scavare tipi di terra da I a II sotto la superficie di posizionamento della macchina, ma non sono così flessibili e precisi come gli escavatori a retro. Sono adatti per scavare grandi fosse e terreni sottomarini.
Le caratteristiche dello scavo con un escavatore a clamshell sono: movimento verticale su e giù, tagliando nel terreno con il proprio peso. Questi escavatori hanno una forza di scavo più piccola e possono scavare solo tipi di terra da I a II, utilizzati per scavare fosse e trincee strette e profonde isolate, cassoni, e sono adatti per lo scavo sottomarino, nonché per scavare trincee per la costruzione di muri continui.
Le escavatrici monobenna hanno una forte capacità di scavo, una buona versatilità e possono soddisfare diverse esigenze operative. Nella costruzione di strade, quando si incontrano grandi volumi di scavo, è ragionevole utilizzare escavatori in combinazione con veicoli di trasporto per una costruzione organizzata.
Le escavatrici monobenna generalmente richiedono due operatori.
1.4 Caricatori
I caricatori sono comunemente utilizzati nella costruzione di strade per lo scavo e il trasporto di terra e pietra, nonché per la spianatura, il sollevamento e varie altre operazioni. In base alle caratteristiche del sottocarro, possono essere divisi in tipo a pneumatici e tipo cingolato.
Quando la distanza di trasporto è breve o quando la distanza e il gradiente stradale cambiano frequentemente, ad esempio quando si utilizzano caricatori in combinazione con camion ribaltabili per operazioni di trasporto, l'efficienza lavorativa può diminuire e i costi possono aumentare. In tali casi, i caricatori possono essere utilizzati autonomamente come attrezzature di auto-carico. Sulla base dell'esperienza, se l'intero ciclo di operazioni di carico e trasporto è inferiore a 3 minuti, allora è consigliabile utilizzare il caricatore come attrezzatura di auto-carico.
La capacità della benna del caricatore dovrebbe corrispondere al volume del cassone del camion ribaltabile, ed è generalmente appropriato riempire il camion con 3-5 benna.
I caricatori di tipo cingolato generalmente richiedono due operatori, i caricatori di tipo pneumatico con una capacità di 2m³ o meno generalmente richiedono un operatore, e i caricatori di tipo pneumatico con una capacità di 3m³ o più e dotati di funzioni di scavo generalmente richiedono due operatori.
1.5 Livellatrice
Una livellatrice è una macchina per la costruzione di strade dotata principalmente di una lama raschiante per il terreno e altri dispositivi di lavoro intercambiabili per operazioni continue di livellamento e modellamento del terreno. In base ai diversi modi di locomozione, può essere divisa in tipi trainati e autopropulsi. Il tipo trainato, a causa della sua scarsa mobilità e dell'operazione faticosa, è raramente utilizzato. La livellatrice autopropulsa ha un dispositivo di camminata a pneumatici, è flessibile e mobile, ha una produttività elevata ed è ampiamente utilizzata. La produttività di una livellatrice è determinata dalla lunghezza della raschietta e dalla potenza del motore, che sono divise in tipo leggero: lunghezza della raschietta inferiore a 3m, potenza del motore 44-66kW; tipo medio: lunghezza della raschietta 3-3,7m, potenza del motore 66-110kW; tipo pesante: lunghezza della raschietta 3,7-4,2m, potenza del motore 110-220kW.
La livellatrice è principalmente utilizzata per il livellamento del sottofondo e della superficie stradale in ghiaia, per il modellamento del sito nei progetti di movimento terra e per operazioni di livellamento. Può anche essere utilizzata per rifinire la sezione trasversale del sottofondo, riparare gli argini e le pendenze della strada, scavare fossati laterali e solchi stradali, ecc. Inoltre, può essere utilizzata per mescolare e stabilizzare il terreno o altri materiali per pavimentazione sul sottofondo, distribuire materiali, riparare e mantenere strade sterrate, allentare il terreno, riempire, rimuovere le erbacce e spalare la neve, ecc. Le livellatrici autopropulse sono di solito operate da due conducenti.
1.6 Rullo
1.6.1 Classificazione dei Macchinari di Compattazione
In base al principio della forza di compattazione, può essere diviso in macchinari di rullaggio statico, macchinari di rullaggio vibrante e macchinari di compattazione.
- Macchinari di rullaggio statico
Includono vari modelli di rulli a ruote lisce, rulli a pneumatici (comunemente noti come rulli a pneumatici), rulli a piedi di pecora (comunemente noti come rulli a piedi di pecora), rulli a blocchi (comunemente noti come rulli a blocchi) e vari tipi di rulli trainati.
- Macchinari di rullaggio vibrante
I rulli vibranti monodirezionali di solito pesano tra 10-25t o 30-50t. Con lo sviluppo delle autostrade, i rulli vibranti di grande tonnellaggio sono ampiamente utilizzati.
I rulli vibranti bidirezionali sono principalmente divisi in tipi leggeri (2-4t), medi (5-8t) e pesanti (10-14t).
- Macchinari per la compattazione
Principalmente utilizzato per compattare il terreno, può essere diviso in compattazione vibrante e compattazione ad impatto. Principalmente utilizzato per compattare strati di terreno su superfici di lavoro strette.
1.6.2 Ambito di Applicazione dei Macchinari di Compattazione
- Rullo a ruote lisce
I rulli compattatori a ruote lisce hanno una piccola pressione lineare per unità e una profondità di compattazione superficiale. I rulli compattatori a ruote lisce leggeri e medi sono adatti per compattare il sottofondo di terreno generale, ghiaia e strati di base in pietra frantumata. I rulli compattatori a ruote lisce pesanti ed extra pesanti possono compattare sottofondi riempiti di pietra bloccata e strati strutturali in pietra frantumata.
- Rullo a piedi di pecora
I rulli a piedi di pecora hanno una grande pressione unitaria (inclusa la forza di compressione del piede di pecora), una profondità di compattazione grande e uniforme, e possono schiacciare i blocchi di terreno, quindi hanno un buon effetto di compattazione e un'alta produttività. Sono ampiamente utilizzati per il rullaggio a strati di terreno coesivo. A causa di questi vantaggi, i rulli a piedi di pecora possono regolare la pressione unitaria del piede di pecora aggiungendo o rimuovendo pesi, e vengono spesso utilizzati per rullare terreni coesivi impermeabili nella costruzione di argini. I rulli a piedi di pecora non sono adatti per compattare terreni non coesivi e argilla ad alto contenuto di acqua a causa del loro scarso effetto di compattazione.
Rullo a pneumatici
Il rullo a pneumatici ha una buona manovrabilità ed è facile da trasferire. Durante il lavoro di compattazione, sia il terreno che i pneumatici si deformano contemporaneamente, risultando in una lunga durata della pressione totale, una grande area di contatto e un effetto di impastamento, che porta a una buona compattazione. I rulli a pneumatici sono adatti per compattare terreni coesivi e non coesivi, come argilla, argilla sabbiosa, sabbia e ghiaia.
Rullo Vibrante
Il rullo vibrante ha una pressione di linea unitaria elevata e la forza vibrante influenza una profondità maggiore, quindi ha una maggiore profondità di compattazione e il numero di passaggi di rullatura è ridotto di conseguenza. Ci sono molti tipi di rulli vibranti e hanno un'ampia gamma di applicazioni. I rulli vibranti a ruote lisce sono adatti per compattare terreni non coesivi (sabbia, ghiaia), pietrisco e massi. Questo tipo di macchinario di compattazione può anche essere utilizzato come macchinario di compattazione statica per operazioni di livellamento quando il meccanismo di vibrazione è disinserito.
Macchinari di Compattazione
I compattatori vibranti sono adatti per compattare terreni non coesivi come argilla sabbiosa, ghiaia e pietrisco, mentre i compattatori ad impatto sono adatti per compattare argilla, argilla sabbiosa e loess.
Un singolo operatore è richiesto per un rullo a ruote lisce, mentre i rulli a piedi di pecora trainati, i rulli vibranti trainati e i rulli vibranti richiedono due operatori.
1.7 Macchinari per Perforazione e Scavo di Rocce
Le macchine per perforazione e scavo di rocce includono trapani per roccia, macchine per foratura e le relative attrezzature ausiliarie. Queste sono le macchine per l'escavazione di rocce utilizzate per la perforazione di fori di scoppio, con i trapani per roccia adatti per la perforazione di fori di scoppio di piccolo diametro e le macchine per foratura adatte per la perforazione di fori di scoppio di grande diametro.
Nella costruzione di strade, i trapani per roccia sono comunemente utilizzati. Rispetto ai grandi macchinari movimento terra, i trapani per roccia sono considerati piccoli strumenti. Pertanto, nella stima dell'ingegneria stradale, i loro costi sono inclusi nell'uso di piccoli strumenti e non sono elencati come macchinari principali.
I trapani per roccia sono classificati in base al tipo di potenza di lavoro e sono divisi in quattro tipi: trapani per roccia pneumatici (comunemente usati nell'ingegneria stradale), trapani per roccia idraulici, trapani per roccia elettrici e trapani per roccia a combustione interna.
2. Macchinari per l'Ingegneria Stradale
Le attrezzature per l'ingegneria stradale includono principalmente mescolatori di suolo stabilizzato e attrezzature per la miscelazione in impianto, attrezzature per emulsioni bituminose, autocarri per il trasporto di asfalto e spargitori, mescolatori di aggregati neri, attrezzature per la miscelazione di miscele bituminose e pavimentatrici, nonché pavimentatrici in cemento, ecc.
2.1 Mescolatori di suolo stabilizzato e attrezzature per la miscelazione in impianto
Le attrezzature per la miscelazione in impianto di suolo stabilizzato si presentano in forme strutturali come tipi mobili e fissi. Le loro capacità produttive sono categorizzate in piccole (<200 t/h), medie (200-400 t/h), grandi (400-600 t/h) e extra-grandi (>600 t/h). Sono ampiamente utilizzate per la costruzione di strati di base e sottofondi in autostrade e strade urbane. Le attrezzature mobili per la miscelazione in impianto sono spesso utilizzate per progetti di costruzione autostradale dispersi che richiedono frequenti spostamenti, mentre le attrezzature fisse per la miscelazione in impianto sono adatte per la costruzione di strade urbane o per progetti di costruzione grandi e concentrati.
La capacità produttiva dei mescolatori di suolo stabilizzato è determinata dalla larghezza, profondità e velocità di lavoro. La larghezza di miscelazione generale è di 2100 mm, con profondità di miscelazione che variano da 100 a 485 mm e una velocità di lavoro inferiore a 1,5 km/h. Sono principalmente adatti per metodi di costruzione di miscelazione in situ.
Le attrezzature per la miscelazione in impianto di suolo stabilizzato richiedono generalmente un team di tre operatori, mentre i mescolatori di suolo stabilizzato richiedono tipicamente due operatori.
2.2 Mescolatori di suolo stabilizzato e attrezzature per la miscelazione in impianto
Le attrezzature per la miscelazione in impianto di suolo stabilizzato si presentano in forme strutturali come tipi mobili e fissi. Le loro capacità produttive sono categorizzate in piccole (<200 t/h), medie (200-400 t/h), grandi (400-600 t/h) e extra-grandi (>600 t/h). Sono ampiamente utilizzate per la costruzione di strati di base e sottofondi in autostrade e strade urbane. Le attrezzature mobili per la miscelazione in impianto sono spesso utilizzate per progetti di costruzione autostradale dispersi che richiedono frequenti spostamenti, mentre le attrezzature fisse per la miscelazione in impianto sono adatte per la costruzione di strade urbane o per progetti di costruzione grandi e concentrati.
La capacità produttiva dei mescolatori di suolo stabilizzato è determinata dalla larghezza, profondità e velocità di lavoro. La larghezza di miscelazione generale è di 2100 mm, con profondità di miscelazione che variano da 100 a 485 mm e una velocità di lavoro inferiore a 1,5 km/h. Sono principalmente adatti per metodi di costruzione di miscelazione in situ.
Le attrezzature per la miscelazione in impianto di suolo stabilizzato richiedono generalmente un team di tre operatori, mentre i mescolatori di suolo stabilizzato richiedono tipicamente due operatori.
L'uso di queste macchine migliora significativamente l'efficienza e la qualità della costruzione stradale, accorcia il periodo di costruzione e riduce i costi di costruzione. Nella scelta dei macchinari da costruzione, è necessario fare una scelta razionale in base al volume di lavoro e al progresso della costruzione del progetto stradale per garantire la massimizzazione della qualità della costruzione e dei benefici economici.
