Глава 3. Технология возведения земляного полотна
3.1. Разработка поперечного профиля
Поперечный профиль автомобильной дороги принимается на основании ГОСТ Р 52399-2005 «Геометрические элементы автомобильной дороги».
Автомобильные дороги III категории — это дороги общего пользования с пропускной способность транспорта 2000-6000 авт/сут. Основные технические характеристики автомобильной дороги: число полос – 2 шт; ширина полосы движения – 3,5 м; ширина проезжей части – 12,0 м; ширина обочины – 2,5 м; наименьшая ширина укрепительной полосы обочины – 0,50 м; ширина земляного полотна – 12,0 м.
3.2 Определение сроков строительства
Сроки выполнения работ определяют исходя из календарной продолжительности строительного сезона для каждой группы работ, в соответствии с конструкцией дорожной одежды и необходимыми для ее устройства технологическими процессами. [14] Определение продолжительность строительного сезона для каждой группы работ принимают в зависимости от среднемесячной температуры воздуха, учитывая при этом технологическую последовательность работ.
Работы по устройству дорожной одежды условно делятся на 2 группы: планировка и доуплотнение земляного полотна, устройство слоев дорожной одежды из каменных материалов (песка, щебня и т.д.). Эти работы производят при температуре не ниже 0°С.
Строительство слоев дорожной одежды из минеральных материалов и грунтов, обработанных вяжущими в установках из а/б, ц/б и шлакобетонных смесей, из грунтов, обработанных неорганическими вяжущими смешением на дороге. Эти работы проводятся при температуре весной не ниже 5°С, а осенью не ниже 10°С.
На основании установленных расчетных сроков работ определяем продолжительность строительного сезона для каждого частного потока в смену. Принимаем пяти дневную рабочую неделю с продолжительностью смены 8 часов. Работы производятся в две смены.
Трд=Ак−(Твых+Тклим+Трем+Тпот),
(3.2.1)
где Ак – число дней с удовлетворяющим условием производства работ; Твых – количество выходных и праздничных дней за время Ак; Трем – простои из-за ремонта техники,Трсм = Трд*Ксм; Тклим – количество дней простоя из-за климатических условий; Тпот – 2 дня;Ксм = 2
I группа работ:
Трд=227−(32+15+11+2)=167 дней;
Трсм=167∗2=334 смены
II группа работ: Трд=184−(23+11+8+2)=136 дней;
Трсм=136∗2=272 смены
III группа работ: Трд=142−(21+10+7+2)=102 дня;
Трсм=102∗2=204 смены
IV группа работ: Трд=95−(13+6+4+2)=70 дней;
Трсм=70∗2=140 смен
На основании полученного количества рабочих смен по продолжительности действия каждого частного потока (Тр) и исходя из протяженности строящегося участка дороги (16300 м) определяем возможную минимальную длину сменной захватки для каждого потока.
=дорТрст,м/см
(3.2.2)
=16300334=48,9 примем 50 м/см;
=16300272 = 59,9 примем 60 м/см;
=16300204 = 79,9 примем 80 м/см;
=16300140 = 116,4 примем 120 м/см
Для обеспечения нормальной и оптимальной работы дорожно-строительной техники фактическую длину сменной захватки на I группе работ принимаем 150 метров.
факт= 150 м/см, тогда Tрсм будет равняться для I группы работ:
Tрсм = Lдор/ факт= 16300/150 = 108,7=109 смен
Для обеспечения нормальной и оптимальной работы дорожно-строительной техники фактическую длину сменной захватки на II группе работ принимаем 200 метров.
факт= 200 м/см, тогда Tрсм будет равняться для II группы работ:
Tрсм = Lдор/ факт= 16300/200 = 81,5=82 смены
3.3. Определение средневзвешенной дальности транспортировки грунта
Средневзвешенную дальность транспортировки грунта (суглинок легкий) определяем по формуле:
lср=a+(L122+L222L1+L2⁄),км, (3.3.1)
где а — длина подъездного пути, км; L1 — расстояние от начала трассы до точки выхода подъездного пути на строящуюся дорогу, км; L2 — расстояние от точки выхода подъездного пути на строящуюся дорогу до конца трассы, км.
1. Грунтовый карьер: lср2=3+(322+02216,3⁄)=3,28 км
3.4. Разработка технологии строительства земляного полотна автомобильной дороги
Захватка №1:
1. Срезка растительного слоя грунта толщиной 0,25 метра бульдозером и перемещение его в обе стороны от оси дороги.
Захватка №2:
2. Уплотнение основания насыпи самоходным катком за 4 прохода по одному следу.
Захватка №3:
3. Разработка грунта в карьере экскаватором с погрузкой в автомобили-самосвалы.
4. Разработка грунта экскаватором в местах выемки с погрузкой в автомобили-самосвалы.
5. Транспортировка грунта автосамосвалами с разгрузкой его в насыпь.
6. Послойное разравнивание грунта в насыпи бульдозером.
7. Послойное увлажнение грунта водой поливомоечной машиной.
8. Послойное уплотнение грунта в насыпи толщиной 0,3 метра в плотном теле самоходными катками за 10 проходов по одному следу.
Захватка №4:
9. Нарезка кюветов автогрейдером.
10. Перемещение грунта в отвал бульдозером.
Захватка №5:
11. Планировка верха насыпи автогрейдером за 2 прохода.
12. Планировка откосов насыпи автогрейдером за 4 прохода.
13. Надвижка ранее снятого растительного грунта бульдозером на откосы насыпи.
3.5. Определение объёмов работ по возведению земляного полотна
За расчетный поперечный профиль принята насыпь на ПК88+55 (h=2,25м).
1. Объём растительного грунта, срезаемого на полосе отвода:
Vр.гр=Впол.отвода∗Lдор∗hр.гр
(3.5.1)
Vр.гр=53,6∗16300∗0,25=218420 м3 Sр.гр=2184200,25=873680 м2
2. Объём грунта, перемещаемого из выемки в насыпь:
Vгр.в=Vгр∗Lвыем
(3.5.2)
Vгр.в=19,04∗8100=154224 м3
3. Площадь основания насыпи:
Sосн.нас.=Восн.нас.∗Lнас
(3.5.3)
Sосн.нас.=30∗8200=246000 м2
4. Объём грунта для возведения насыпи:
Vгр.ф.=Vгр.∗1
(3.5.4.1)
где k1 — коэффициент относительного уплотнения грунта, равный 1,03 [1, табл.В.14.] Vнас=Восн.нас.+Внас.верх2∗hнас∗Lнас
(3.5.4.2)
Vнас=30+122∗2,25∗8200=387450 м3 Vдор.од.=140410 м3 Vгр.=387450−140410=247040 м3; Vгр.ф.=247040∗1,03=254451,2 м3;
Vгр.ф.карьер=Vгр.ф.−Vгр.в
(3.5.4.3)
Vгр.ф.карьер=254451,2 − 154224=100227,2 м3
5. Площадь поверхности для увлажнения грунта в насыпи:
S=Восн.нас.+Взем.верх2∗n∗Lнас,
(3.5.5)
где n — число слоев укладываемого грунта в насыпи (2,25-0,7=1,55; 1,55/0,3=5,17, принимаем 5) S=30+122∗5∗8200=861000 м2
6. Площадь планировки и уплотнения грунта верха насыпи:
S=12∗16300=195600 м2
7. Объём разрабатываемых кюветов насыпи:
Vк=6+0,42∗0,7∗2∗8200=36736 м3
8. Площадь откосов насыпи:
Sотк=16,49∗8200=135218 м2
9. Объём растительного грунта для надвижки на откосы насыпи:
Vгр=Sотк∗LнасLдор∗0,25
(3.5.9)
Vгр=135218∗820016300∗0,25= 17005,94 м3
3.6. Определение минимальных сменных объёмов работ по возведению насыпи земляного полотна
Vcм= (Vобщ/ Lдор)* факт,
(3.6)
где Vcм – объём работ за смену; Vобщ – общий объём работ; Lдор – длина трассы; факт – длина захватки.
1. Срезка растительного слоя грунта толщиной 0,25 метра бульдозером и перемещение его в обе стороны от оси дороги:
Vсм= (218420/16300)*150 = 2010,0 м3
2. Уплотнение основания насыпи самоходными катками:
Sсм= (246000/16300)*50 = 2263,8 м2
3. Разработка грунта в карьере экскаватором с погрузкой в автомобили-самосвалы:
Vсм = (100227,2 /16300)*150 = 922,34 м3
4. Разработка грунта экскаватором в местах выемки с погрузкой в автомобили-самосвалы:
Vсм = (154224/16300)*150 = 1419,24 м3
5. Транспортировка грунта автосамосвалами с разгрузкой его в насыпь:
Vсм = (254451,2 /16300)*150 = 2341,58 м3
6. Послойное разравнивание грунта в насыпи бульдозером:
Vсм = (254451,2 /16300)*150 = 2341,58 м3
7. Послойное увлажнение грунта водой поливомоечной машиной:
Vсм = (861000/16300)*150 = 7923,3 м3
8. Послойное уплотнение грунта в насыпи самоходными катками:
Vсм = (254451,2 /16300)*150 = 2341,58 м3
9.Планировка верха насыпи автогрейдером:
Sсм= (195600/16300)*150*4 = 7200,0 м2
10.Нарезка кюветов автогрейдером:
Vсм = (36736/16300)*150*3 = 1014,2 м3
11.Перемещение грунта в отвал бульдозером:
Vсм = (36736/16300)*150*3 = 1014,2 м3
12.Планировка откосов насыпи автогрейдером:
Sсм= (135218/16300)*150*4 = 4977,35 м2
13. Покрытие откосов насыпи растительным грунтом бульдозером:
Vсм= (17005,94 /16300)*150*4= 626,0 м3
3.7. Расчёт производительностей дорожных машин по технологическим операциям Расчёт производительностей дорожных машин проводим согласно [15]. 1.
Срезка растительного грунта толщиной 0,25 метра бульдозером и перемещение его в вал. Табл. 3.7.1.1 Характеристики сравниваемых бульдозеров
Бульдозер ДЗ-186
Производительность (при разработке и перемещении):
Пбул=ц∗Кгр.∗Кв∗Кт,м3ч⁄,
(3.7.1.1)
где q — объём грунта, перемещаемого перед отвалом, м3;
=0,75∗ℎ2∗Кр∗Кп,
(3.7.1.2)
tц – время полного цикла, ч; Кгр – коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65); Кв – коэффициент использования
