МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТИПОВ ЦБЗ И ИХ РАЗМЕЩЕНИЮ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Москва 1975
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТИПОВ ЦБЗ И ИХ РАЗМЕЩЕНИЮ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ дОРОГ. М., Союздорнии, 1975.
Изложены основные принципы выбора оптимальных типов ЦБЗ и их размещения в условиях линейного дорожного строительства.
Рассмотрены методы определения производственных и транспортных затрат на приготовление и транспортирование малоподвижных бетонных смесей.
«Методические рекомендации» предназначены для использования дорожными проектными и строительными организациями при размещении и эксплуатации производственных предприятий для приготовления бетонной смеси.
Табл. 4, рис. 6.
Предисловие
Возрастающие объемы и темпы строительства автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями требуют значительных капиталовложений, эффективность которых во многом будет определяться рациональным выбором типов и мощностей ЦБЗ и их размещением в условиях линейного дорожного строительства.
Доставка бетонной смеси в автомобилях-самосвалах приводит к потерям бетонной смеси в пути, а также при загрузке и выгрузке, снижению ее качественных показателей, затратам ручного труда и т.д. Потери при транспортировании достигают 3,5 %. Кроме того, доставка бетонной смеси ограничена технологическими пределами во времени (0,5 - 1,5 час) в зависимости от температурных и дорожных условий. Применение специальных транспортных средств (автомобилей-бетоносмесителей и бетоновозов) в целях сохранения качества перевозимых смесей связано со значительным увеличением стоимости их доставки. Использование передвижных ЦБЗ не исключает во многих случаях наличия дорогостоящих прирельсовых базисных складов для хранения и выдачи компонентов цементобетонной смеси.
Поэтому одним из основных вопросов при организации и размещении производства цементобетонных смесей в дорожном строительстве является рациональный выбор типа предприятия и средств для приготовления и транспортирования смесей.
В «Методических рекомендациях по выбору типов ЦБЗ и их размещению при строительстве автомобильных дорог» показана эффективность использования и размещения передвижных ЦБЗ, даны методы экономической оценки производства и доставки бетонной смеси с учетом особенностей ведения дорожно-строительных работ.
Настоящие «Методические рекомендации» предназначены для использования проектными и дорожно-строительными организациями.
«Методические рекомендации» составил инж. В.В. Силкин под руководством кандидатов технических наук М.И. Вейцмана, Б.С. Марышева.
В сборе и обработке материалов принимали участие инженеры Е.Г. Янбых, Л.С. Мишунина.
Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 143900 Московская область, г. Балашиха-6, Союздорнии.
Общие положения
1. В практике строительства цементобетонных покрытий существует два основных способа ведения работ:
приготовление цементобетонной смеси на стационарных бетонных заводах с доставкой ее к месту укладки в автомобилях-самосвалах или специальными транспортными средствами (автомобилями-бетоновозами или бетоносмесителями);
дозирование компонентов бетонной смеси и транспортирование ее к местам потребления в автобетоносмесителях и секционных автомобилях-самосвалах.
Оба способа имеют свои преимущества и недостатки.
2. Первый способ обеспечивает высокое качество приготовления бетонной смеси. Однако при этом способе ограничивается дальность транспортирования цементобетонной смеси технологически допустимыми для данного материала пределами времени.
Кроме того, перебазирование стационарного ЦБЗ со складским хозяйством при скоростном строительстве автомобильных дорог связано со значительными потерями времени и большими капитальными затратами.
В целях сохранения качества готовых смесей при их транспортировании на дальние расстояния за рубежом широко используются автомобили-бетоносмесители и бетоновозы с побуждением и без побуждения смеси в пути.
Автомобили-бетоновозы без побуждения смеси в пути экономичнее автомобилей-бетоносмесителей. Однако область их применения также имеет технологические пределы. Применение малопроизводительных и дорогостоящих автобетоносмесителей эффективно при обеспечении смесями малых объемов бетонных работ, выполняемых на больших расстояниях от центрального завода.
3. При втором способе ведения работ с применением отдозированных на стационарных заводах порций сухой смеси перемешивание осуществляется либо в автобетоносмесителях, либо на линии в дорожных бетономешалках. Этот способ в случае использования секционных автомобилей-самосвалов имеет ряд преимуществ: дает возможность транспортировать отдозированные смеси на любые экономически оправданные расстояния, обеспечивает получение на месте работ примерно одинаковой удобоукладываемости, высокой пластичности бетонной смеси, а иногда сокращает расстояния транспортирования воды.
К недостаткам этого способа относят: невозможность получения в автобетоносмесителях и дорожных бетономешалках малоподвижных бетонных смесей с осадкой конуса 2 - 3 см, а также необходимость применения дорогостоящего транспорта.
4. В СССР и за рубежом все большее распространение получает технология работ с применением притрассовых передвижных легко передислоцируемых ЦБЗ, работающих совместно с инвентарными прирельсовыми базисными складами.
Применение передвижных ЦБЗ, представляющих собой комплексы технологического оборудования и смонтированных на специальных большегрузных прицепах или трайлерах, позволяет в значительной мере объединить достоинства рассмотренных выше двух способов строительства и обеспечить:
скоростное строительство автомобильных дорог с цементобетонным покрытием при различных сочетаниях природных и технических условий;
сохранение качества готовых смесей при транспортировании на небольшие расстояния в обычных автомобилях-самосвалах;
снижение потребного количества автомобильного транспорта для перевозки смесей;
эффективное использование большегрузного автомобильного транспорта в течение не только строительного сезона, но и всего года;
улучшение организации строительного процесса и повышение эффективности использования машин и оборудования.
5. Передвижные ЦБЗ состоят из дозировочного и смесительного отделений, складов цемента и заполнителей, передвижных компрессионных установок и электростанций.
В состав дозировочного отделения входят расходные емкости (бункеры) для заполнителей и цемента, дозаторы, сборный транспортер или передаточная тележка.
Емкость бункеров дозировочного отделения рассчитана на непрерывную работу завода с наивысшей производительностью в течение 15 - 60 мин. Заполнение бункеров сырьем производится фронтальными одноковшовыми погрузчиками и автомобилями-цементовозами.
Передвижной склад цемента состоит из набора силосных емкостей, содержащих запас материала на 1 - 10 час работы.
Передвижные смесительные установки различной производительности могут не только выдавать готовые смеси, но и загружать автобетоносмесители отдозированными компонентами бетона.
Методическая оценка факторов, определяющих выбор типов ЦБЗ при их размещении в условиях линейного дорожного строительства
6. Рациональное размещение предприятий по приготовлению бетонной смеси для строительства автомобильных дорог определяется следующими факторами:
объемами и темпами строительства;
обеспеченностью сырьем;
условиями транспортирования и укладки бетонной смеси;
сезонностью дорожно-строительных работ.
7. Ни один из этих факторов в отдельности не является решающим. Их сочетание определяет выбор типов ЦБЗ и их размещение.
8. Мощность предприятия связана линейной зависимостью с темпом строительства (рис. 1). Увеличение мощности ведет к увеличению объемов складов и расходных бункеров материалов, количества или объемов смесителей, объемов погрузочно-разгрузочных работ и удлинению транспортных коммуникаций.
Рис. 1. Зависимость производительности ЦБЗ от темпа строительства и категории (I - III) автомобильной дороги
Максимальная дальность возки свежеприготовленных бетонных смесей в зоне действия завода 60 км при темпах строительства 150 - 250 пог. м в смену составляет 50 км, что превышает предельно допустимый радиус действия ЦБЗ при перевозках бетонной смеси в обычных самосвалах. Поэтому возникает необходимость перебазировать ЦБЗ (рис. 2) чаще, чем через 150 - 250 смен, что резко ограничивает использование стационарных ЦБЗ.
Рис. 2. Зависимость частоты передислокации от темпа строительства в смену (при среднем плече возки 15 км, т.е. зона действия завода 60 км)
Зону действия стационарного предприятия можно значительно расширить за счет использования автобетоносмесителей или передвижных ЦБЗ, снабжаемых материалами со стационарных баз.
9. Значительное удаление производственных предприятий дорожного строительства от фиксированных источников снабжения компонентами и сезонность производства дорожно-строительных работ (поставки материалов промышленными карьерами и цементными заводами осуществляется круглогодично, а расходование этих материалов для приготовления смесей сезонно) приводит к дополнительным расходам на устройство складов, внутризаводское транспортирование и хранение больших запасов материалов. Это, с одной стороны, влияет на себестоимость единицы готовой продукции, а с другой - определяет неизбежность использования стационарных ЦБЗ или баз по переработке основных компонентов смеси для снабжения передвижных предприятий.
Рис. 3. Зависимость себестоимости приготовления 1 м3 бетонной смеси от мощности и типа ЦБЗ:
1 - стационарные ЦБЗ; 2 - инвентарные базы; 3 - передвижные ЦБЗ (сборно-разборные); 4 - передвижные ЦБЗ, смонтированные на колесном ходу
10. Сезонность дорожно-строительных работ существенно влияет также и на мощность ЦБЗ и себестоимость приготовления и транспортирования смесей (в особенности для специальных транспортных средств - автомобилей-бетоносмесителей), а также на количество передислокаций стационарных и передвижных предприятий.
11. Производственное предприятие для приготовления бетона не может быть расположено в произвольно выбранной точке. При выборе места необходимо учитывать: наличие в данном районе или поблизости от него источников сырья и воды; возможность подведения дешевой электроэнергии и газового топлива; наличие транспортных путей; климатические условия и т.д.
12. Общую величину затрат и влияние на нее факторов, связанных с приготовлением и укладкой бетонной смеси, можно представить схематически (см. схему).
Факторы, влияющие на приведенные затраты на приготовление, транспортирование и укладку бетонной смеси
13. Размещение ЦБЗ в дорожном строительстве - процесс, определяемый большим числом взаимосвязанных факторов, экономическую оценку которых и степень их воздействия на приведенные затраты по приготовлению и транспортированию бетонной смеси можно произвести с помощью статистических и экономико-математических методов.
Это облегчает решение задачи выбора типов ЦБЗ и их оптимального размещения при строительстве автомобильных дорог.
В связи с этим необходимо учесть влияние перечисленных факторов в системе показателей затрат (критерий оптимальности), определяющих оптимальный выбор типов ЦБЗ и их размещение при строительстве автомобильных дорог.
Постановка задачи и методика ее решения
14. Использование передвижных предприятий связано с незначительными, по сравнению с передислокацией стационарных ЦБЗ, затратами, но вместе с тем применение их во многих случаях не исключает наличия прирельсовых базисных складов для хранения компонентов цементобетонной смеси.
15. Одним из основных вопросов организации производства цементобетонных смесей является целесообразность комбинированного использования стационарных и передвижных предприятий. Для конкретных условий эффективность применения только передвижных ЦБЗ, или их применение совместно с инвентарными базами хранения материалов по сравнению со стационарными предприятиями можно определить лишь технико-экономическими расчетами по специально разработанной методике.
16. В основу методики выбора типов ЦБЗ и их размещения положен комплексный метод изучения звеньев всего технологического процесса устройства покрытий (приготовление, транспортирование и выгрузка смесей) с обязательным рассмотрением возможности использования передвижных ЦБЗ.
17. При решении задачи рационального размещения ЦБЗ надо рассматривать различные варианты снабжения бетоном: только стационарными или только передвижными, или сочетанием стационарных и передвижных ЦБЗ. Необходимо также предусмотреть возможность перевозки смеси различными средствами автомобильного транспорта: автомобилями-самосвалами, бетоновозами, бетоносмесителями.
18. Целесообразность применения передвижных ЦБЗ по сравнению со стационарными необходимо в каждом конкретном случае рассматривать с учетом возможной передислокации не только передвижных, но и стационарных ЦБЗ. Пункты их размещения на весь планируемый период и частоту передислокации следует определять в соответствии с установленным критерием оптимальности, чтобы приведенные затраты на приготовление и перевозку бетонной смеси за весь период строительства были минимальными.
19. При ограниченном количестве возможных пунктов производства и укладки бетонных смесей экономическая эффективность Э применения стационарного или передвижного ЦБЗ, или того и другого, в соответствии с критерием оптимальности, определяется путем сопоставления приведенных суммарных затрат на единицу продукции следующими уравнениями:
