Технология и организация строительства автомобильных дорог
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
«Уфимский
государственный нефтяной технический университет»
Кафедра
«Автомобильные дороги и технологии строительного производства»
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по
дисциплине: «Технология и организация строительства автомобильных дорог»
Раздел: «Производственные
предприятия дорожного строительства»
Вариант
15
Выполнил:ст. гр.
БДС-11-01 Исхаков Р.Ф
Проверил:
Асадуллина З.У.
Уфа
Содержание
Введение
Анализ
исходных данных
Район
строительства
Характеристики
строящейся автомобильной дороги
Оценка
природных и климатических условий
Выбор
органических вяжущих для приготовления асфальтобетонных смесей
Расчёт
потребности в дорожно-строительных материалах
Установление
сроков работы битумной базы
Расчет
емкости и размеров битумохранилища
Расчет
требуемого тепла
Расчет
паровых нагревательных устройств
Расчет
потребности в паре
Определение
количества плавильных установок
Выбор
типа расходной емкости битума
Выбор
битумных насосов
Рачет
потребности в воде
Расчет
протребности в электроэнергии
Численность
работников битумной базы
Разработка
генерального плана битумной базы
Контроль
качества исходных материалов и готовой продукции
Требования
к материалам для приготовления асфальтобетонных смесей
Операционный
контроль при приготовлении горячей асфальтобетонной смеси
Список
литературы
автомобильная дорога битум
асфальтобетонный
Введение
Курсовая работа изложена на 22 страницах
машинописного текста, включает 77 таблиц, 5 рисунков, 1 чертеж формата А1.
Список использованных источников включает 11 наименований.
Битумная база - производственное предприятие
дорожной организации (или цех асфальтобетонного завода, эмульсионной базы и
др.), специально оборудованное для приема, хранения и подготовки в рабочее
состояние вяжущих материалов и выдачи потребителю по потребности для
приготовления смесей, эмульсий, изоляционных работ и др.
Битумные базы предназначаются для приемки,
хранения и подготовки для использования битума и других органических вяжущих
материалов при строительстве дорог и аэродромов. В зависимости от наличия
железнодорожного пути битумные базы классифицируют на прирельсовые и
приобъектные, доставка вяжущих материалов на которые производится
автобитумовозами.
При наличии приобъектной базы в ряде случаев
приходится устраивать промежуточную базу-склад, как правило, около железной
дороги, иногда с устройством железнодорожного тупика. Обычно на базе-складе
только хранят битум с нагревом его до состояния текучести (80-90°С), доставляя
битум на приобъектную базу.
Если расстояние от базы-склада невелико (в
пределе экономичной дальности транспортирования), на ней организуют
обезвоживание и нагрев битума до рабочей температуры (150-170°С), доставляя
горячий битум в автобитумовозах или автогудронаторах. Доставку битума со
склада-базы организуют по часовым графикам, увязанным с потребностями в вяжущих
материалах.
Доставка и разгрузка битума. При
транспортировании битумов по железной дороге в качестве транспортных средств
используют цистерны-термосы грузоподъемностью 50-80 т или бункерные полувагоны
40-60 т, в составе которых имеются четыре-шесть секций (бункеров). Полезная
грузоподъемность автобитумовозов от 7 до 60 т. Все виды транспортных средств
имеют теплоизоляцию и устройство для разогрева битума паром, топочными газами и
электрообогрев. Бункерные полувагоны имеют двойные стенки для пропуска пара при
разогреве. Слив битума из железнодорожных цистерн производится через сливной
патрубок - клапан, к которому прикрепляют шланг или сливают непосредственно по
лотку в битумохранилище. Для разгрузки бункерные полувагоны используют лебедку.
При этом опрокидывают отдельно каждый бункер на широкий лоток, по которому
содержимое скатывается комом в битумо-хранилище или стекает по нему (в зависимости
от состояния битума). Из автобитумовозов битум сливают самотеком через
патрубок, к которому крепится гибкий шланг, или путем перекачки насосом.
Целесообразен принудительный слив из цистерн-термосов, а не самотеком. При
использовании насоса снижаются потери при разгрузке, приемная площадка не
загрязняется. Жидкие битумы и сырые дегти при температуре воздуха 10° С сливают
без подогрева. В холодное время необходим подогрев их до температуры 40-50°С.
Анализ исходных данных
Район строительства
Рисунок 1 - Карта Свердловской области
Свердло́вская о́бласть -
субъект Российской Федерации, входит в состав Уральского федерального округа
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%84%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B3>.
Административный центр - г.
Екатеринбург
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B1%D1%83%D1%80%D0%B3>.
Граничит на западе с Пермским краем
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%B9>,
на севере с Республикой Коми
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D1%81%D0%BF%D1%83%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%B8>
иХанты-Мансийским автономным округом
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%B0%D0%BD%D1%82%D1%8B-%D0%9C%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B3_%E2%80%94_%D0%AE%D0%B3%D1%80%D0%B0>,
на востоке с Тюменской областью
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%8E%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C>,
на юге с Курганской <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%83%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C>,
Челябинской
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C>
областями и Республикой Башкортостан
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D1%88%D0%BA%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD>.
Датой основания административного
центра области считается 1723 год, когда начал работу Казенный металлургический
завод на реке Исеть
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C>[4]
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%E2%E5%F0%E4%EB%EE%E2%F1%EA%E0%FF_%EE%E1%EB%E0%F1%F2%FC>.
В своё время область входила в состав Сибирской губернии
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%B1%D0%B8%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D1%83%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B8%D1%8F>,
а затем Зауральской области Пермской губернии
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D1%83%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B8%D1%8F>
Российской империи
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F>.
Характеристики строящейся автомобильной
дороги
Строящаяся автомобильная дорога
является дорогой IV категории. Автомобильная дорога имеет следующие параметры
[1]:
Число полос - 2
Ширина полосы движения - 3 м
Ширина проезжей части - 6 м
Ширина обочин - 2 м
Наименьшая ширина укрепленной полосы
обочины - 0,5 м
Ширина земляного полотна - 10 м
Протяженность - 41 км;
Рисунок - 2 Эскиз поперечного
профиля дорожной одежды:
-верхний слой покрытия (МЗ плотный
а/б, тип Б, м I, 5 см); 2-нижний слой покрытия (холодный а/б м II, 7 см); 3-
верхний слой основания (щебень рядовой, 13,5 см); 4-нижний слой основания
(Песок, 19 см).
Оценка природных и климатических
условий
Климат Свердловской области умеренно
континентальный. Зима <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B8%D0%BC%D0%B0>
снежная, продолжительная; лето
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D1%82%D0%BE> умеренно-тёплое;
большинство атмосферных осадков
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BE%D1%81%D0%B0%D0%B4%D0%BA%D0%B8>
выпадает в тёплое полугодие. Среднегодовая температура воздуха колеблется от 0
°C на севере до +4 °C на юге Свердловской области, а на северо-востоке края (в
горной местности) среднегодовая температура составляет ниже 0 °C. Годовая норма
осадков составляет от 410-450 мм на юго-западе края до 1000 мм на крайнем
северо-востоке края[2]
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D1%82_%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%8F>.
Районы Алапаевский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Артёмовский
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%90%D1%80%D1%82%D1%91%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_(%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B4%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C)&action=edit&redlink=1>,
Артинский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Ачитский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%87%D0%B8%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Байкаловский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%B9%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Белоярский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%8F%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Богдановичский <https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%91%D0%BE%D0%B3%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD&action=edit&redlink=1>,
Верхнесалдинский
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%92%D0%B5%D1%80%D1%85%D0%BD%D0%B5%D1%81%D0%B0%D0%BB%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD&action=edit&redlink=1>,
Верхотурский
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%92%D0%B5%D1%80%D1%85%D0%BE%D1%82%D1%83%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD&action=edit&redlink=1>,
Гаринский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Ирбитский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,Каменский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_(%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B4%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C)>,
Камышловский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Красноуфимский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D1%83%D1%84%D0%B8%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Невьянский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B2%D1%8C%D1%8F%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Нижнесергинский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B8%D0%B6%D0%BD%D0%B5%D1%81%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Новолялинский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Пригородный
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD_(%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%B4%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D1%8C)>,
Пышминский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%8B%D1%88%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Режевской <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B6%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Серовский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
СлободоТуринский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B4%D0%BE-%D0%A2%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,Сухоложский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B6%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Сысертский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%8B%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Таборинский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Тавдинский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%B2%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Талицкий
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B3>,
Тугулымский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8B%D0%BC%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Туринский <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>,
Шалинский
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A8%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%B9%D0%BE%D0%BD>;
Рисунок 3 - Дорожные климатические
зоны
Из рисунка 3 следует, что строящаяся
автомобильная дорога пролегает во третей дорожно-климатической зоне.
По [2] находим среднемесячную
температуру воздуха для Свердловской области, таблица 1.
Таблица 1 - Среднемесячная и годовая температура
воздуха, ºС
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
Год
|
|
Свердловская
|
-15,1
|
-13,4
|
-7,2
|
2,6
|
10,2
|
16
|
18,1
|
15,6
|
9,4
|
1,6
|
-6,6
|
-12,9
|
1,5
|
Рисунок - 4 Дорожно-климатический график района
пролегания участка дороги
Составив график изменения среднемесячной
температуры и отметив периоды распутицы. Получаем период продолжительностью 131
день, с 6 мая по 13 сентября, в течении которого могут производиться
строительные работы в летний период.
Определяем повторяемость направлений таблица 2.
Таблица - 2 Повторяемость направлений ветра, %
|
С
|
СВ
|
В
|
ЮВ
|
Ю
|
ЮЗ
|
З
|
СЗ
|
|
Июль
|
|
18
|
10
|
10
|
12
|
10
|
12
|
14
|
14
|
Исходя из повторяемости направлений ветра,
согласно таблицы 2, составляем розу ветров (рисунок 3) для летнего периода
года.
Рисунок 5 - Роза ветров для Свердловской области
Выбор органических вяжущих для приготовления
асфальтобетонных смесей
По [4, 5] устанавливаю марку битума для каждого
асфальтобетонного слоя, а также процентное содержание битума в смеси:
битум для МЗ плотного а/б м. I, тип Б - БНД
90/130 (6%);
битум для холодного а/б м. II - БНД 90/130 (5%);
битум для щебня рядового, обработанной битумной
эмульсией - БНД 90/130 (4%).
Расчёт потребности в дорожно-строительных
материалах
Расчет сезонной потребности в асфальтобетонных
смесях для каждого слоя покрытия или основания производится по формуле:
, т где:
- площадь укладки смеси в слой, м2;
- толщина слоя (по заданию), м;
- плотность слоя в уплотненном
состоянии, т/м3(
=2,0-2,3
т/м3 - для а/б, =1,6-2,0
т/м3-для основания из щебня, =1,5-1,6т/м3-для основания из
песка);
- коэффициент, учитывающий потери
смеси при транспортировании
( = 1,02);
- коэффициент, учитывающий
количество смеси, необходимой для выравнивания основания (=1,1 только
для нижнего слоя покрытия, для верхнего -
=1,0)
Общая потребность в асфальтобетонных
смесях в строительном сезоне определяется суммой потребности в смесях для
отдельных слоев:
, т
Потребность битуме определяется по
формуле:
т где:
Расчет потребности в МЗ плотного
а/б:
Общее количество асфальтобетона:
т
Расход битума:
Расчет потребности холодного а/б:
Общее количество асфальтобетона:
.
Расход битума:
Расчет потребности в щебне,
обработанной битумной эмульсией:
Общее количество смеси:
т.
Расход битума:
Общая потребность в асфальтобетонных
смесях в строительном сезоне:
Общая потребность в битуме в
строительном сезоне:
УСТАНОВЛЕНИЕ СРОКОВ РАБОТЫ БИТУМНОЙ
БАЗЫ
Число рабочих дней АБЗ - Т
рассчитывается по формуле:
Т = Тк - Тв - Тм - Тр, где:
Тв - число выходных и праздничных
дней в период Тк; [3]
Тм - простои завода по
метеоусловиям, дни; [3]
Тр - число дней на ремонт и
профилактику машин и оборудования, Тр=0,07Тк.
Тв = 49 дней
Т = 157 - 49 - 15 - 11 = 82 дня
Результаты расчетов сводятся в
таблицу 3.
Таблица 3 - Продолжительность работы
АБЗ
|
Наименование
продукции базы
|
Сроки
производства Работ
|
Число
нерабочих дней
|
Число
рабочих дней, Т
|
|
Тнач
|
Токонч
|
Тк
|
Тв
|
Тм
|
Тр
|
|
|
1.
Битум БНД 90/130
|
6.V
|
13.X
|
157
|
49
|
15
|
11
|
82
|
Расчет емкости и размеров битумохранилища
Битумохранилища предназначены для долго- или
кратковременного хранения битума, нагревая его до состояния текучести и выдачи
в установки обезвоживания и нагрева. Одно из важнейших требований к хранению
битума - исключить загрязнение и попадание в него атмосферной и грунтовой воды.
Битумохранилища представляют собой резервуар
вместимостью 100-3000 т. Битумохранилища вместимостью свыше 500 т выполняют секционными,
состоящими из нескольких отсеков для хранения битума разных марок. Вместимость
битумохранилища определяется суточным расходом битума и периодичностью
поставок.
Оборудование для нагрева битума, используемое в
битумохранилищах длительного хранения, включает оборудование для нагрева битума
до температуры текучести (50-60°С), которое устанавливают непосредственно в
хранилище; оборудование для нагрева до температуры перекачивания насосом (90-95
°С) внутри хранилища или в дополнительном отсеке битумонагревательных котлов,
обеспечивающих обезвоживание и нагрев битума при рабочей температуре 140-160°С
и выдачу его потребителям.
Битумохранилища классифицируют по вместимости
резервуара и назначению, по расположению резервуара относительно поверхности
земли, наличию нагревателей, виду применяемого теплоносителя и конструкции.
По вместимости и назначению битумохранилища
бывают: временные с вместимостью резервуара до 100 т, закрытые или открытые; с
вместимостью резервуара до 500 т - переходные, реже открытые; с вместимостью
резервуара свыше 500 т - постоянные, закрытые. По расположению резервуара
относительно поверхности земли различают битумохранилища ямного (рис. 6, а),
полуямного (рис. 6, б) и наземного (рис.6, в) типов.
Рис. 6 Битумохранилища: а - ямное, б -
полуямное, в - наземное
Емкость битумохранилища рассчитывают исходя из:
сменной производительности завода;
переходящего запаса битума, который
устанавливается в зависимости от способа доставки и режима работы завода.
Проектирование битумохранилища сводится к
определению запасов хранения, площади хранилища и расчету требуемого количества
тепла.
Максимальный запас - это предельное количество
материалов, которое модно хранить на складах. Максимальный запас органических
вяжущих определяется по формуле:
где 
общая
потребность на сезон в материале, т;
максимальная норма
хранения материалов (для жидких органических вяжущий 
;
коэффициент,
учитывающий потери материала при хранении, погрузке или разгрузке, равный 1,01.
Площадь хранилища исходя из максимального запаса
определяется по формуле:
где 
-
максимальный запас битума, подлежащий хранению на заводе, т;
коффициент запаса
площади, 1,25;
средняя толщина
слоя битума в хранилище, 
;
Битумохранилище, как правило, строят
специального типа, состоящим из двух-трех самостоятельных секций, что позволяет
одновременно хранить несколько марок вяжущего, упрощает работу по приемке и
выдаче битума.
Площадь каждой секции Fc при средней толщине
битума h определяют по формуле:
где 
количество
секций, 
;
Минимальную длину секции назначают из условия
обеспечения разгрузки. При доставке битума железнодорожным транспортом длина
секции Lc должна быть не менее 12м . В этом случае ширина секции:
Исходя из значения строительного модуля, равного
3, ширина и длина секции должна быть кратным 3.
Расчет требуемого тепла
Принимаем подогрев битума в битумохранилище
двуступенчатым. На первой ступени производим подогрев от температуры tn=10°С до
t1=60°С.
Вторичный подогрев от t1=60оС до t2-90°С. Такая
температура обеспечивает перекачку битума из хранилища в битумные котлы.
Практика показывает, что содержание воды в битуме на стадии поступления в
хранилище составляет от 1 до 3 %.
Полный расход тепла в отсеке битумохранилища
рассчитывается по формуле:
где 
-
количество тепла, затрачиваемое на предварительный разогрев битума в хранилище,
;
количество тепла,
затрачиваемое на плавление битума в приямке,.
Полный расход тепла на предварительный разогрев
битума в хранилище рассчитывается по формуле:
где 
-
коэффициент неучтенных потерь, 1,1;
- количество
тепла, затрачиваемое на подогрев битума в хранилище,;
количество тепла,
затрачиваемое на плавление битума в хранилище,;
потери тепла в
окружающую среду,.
Количество тепла для предварительного нагрева
битума определяют по формуле:
где 
теплоемкость
битума, равная 1,47 кДж/кг°С;
начальная и
конечная температура подогрева битума на i-ой ступени, °С;
коэффициент,
учитывающий потери тепла в окружающую среду, 
;
часовая
производительность битумохранилища по выдаче битума, которую рассчитывают по
формуле:
количество смен в
день;
-
продолжительность рабочей смены, час.
Количество тепла, необходимое для расплавления
битума в хранилище рассчитывают по формуле:
скрытая теплота
плавления битума, 126 
Потери тепла в окружающую среду рассчитывают по
формуле:
где 
-
коэффициент теплоотдачи от битума к дну хранилища, 
1,68кДж/м2чоС
- коэффициент
теплоотдачи в выщележащие слои битума, кДж/м2чоС:
где 
-
коэффициент теплопроводности, 
кДж/мчоС
Полный расход тепла для разогрева битума в
приямке рассчитывают по формуле:
- количество
тепла, необходимого для разогрева битума в приямке,
.
потери тепла в
окружающую среду,.
Потери тепла в окружающую среду при разогреве в
приямке рассчитывают по формуле:
- коэффициент
теплоотдачи через стенку приямка, 
кДж/мчоС
- коэффициент
теплопередачи от зеркала битума к воздуху, 
кДж/мчоС
пр=10м2
Расчет паровых нагревательных устройств
Подогрев битума в секциях битумохранилища будет
осуществляться при помощи паровых регистров насыщенным паром с давлением Р =
0,8МПа и с температурой Т=169,6°С.
Поверхность паровых труб для нагрева
битумохранилища определяют по формуле:
где 
коэффициент
теплопередачи через стенки стальных труб регистров к битуму, кДж/м2ч°С;
температура пара,
равная 169,6°С;
температура битума
в начале и в конце подогрева.
где 
коэффициент
теплопередачи от пара к металлу, равный 1000ккал/м2ч°
толщина стенки
трубы регистра;
коэффициент
теплопроводности стали, равный 40 ккал/м2ч°С;
коэффициент
теплопередачи от металла к битуму при температуре битума от 5 до 100°С равный
47,4 ккал/м2ч°С.
Для изготовления регистров как правило
используют стальные бесшовные горячекатаные трубы с наружным диаметром
dтр=102мм и толщиной стенки 
Необходимую длину трубы в паровых регистров
секции для первичного нагрева L1 и вторичного L2 находим по формуле:
Расчет потребности в паре
Парокотельное хозяйство обеспечивает выполнение
следующих операций: подогрев органических вяжущий материалов в железнодорожных
бункерах и автобитумовозах перед выгрузкой битума и в битумохранилищах перед
перекачиванием в битумоплавильни, обогрев битумопроводов.
Суммарная потребность пара на битумной базе
рассчитывают по формуле:
где 
расход
пара на слив битума из автобитумовозов (железнодорожных бункеров);
то же, на нагрев
вяжущего в битумохранилище;
то же, на обогрев
трубопроводов.
Расход пара на нагрев битума в битумохранилище,
приямке, в железнодорожном вагоне определяется по формуле:
где 
теплосодержание
1 кг пара (
- потребное
количество тепла на подогрев битума в хранилище, приямке, в железнодорожном
вагоне.
Потребное количество тепла на подогрев битума
через паровые рубашки или змеевики железнодорожных полувагонов и цистерн,
определяется по формуле:
где 
-
количество одновременно разогреваемого битума в цистерне или полувагоне, кг;
теплоемкость
битума, равная 1,47 кДж/кг°С;
коэффициент
теплопотерь (
);
количество
одновременно выгружаемых вагонов;
нормативное время
выгрузки (
);=потребное кол-во
тепла на подогрев битума xp паровые рубашки или змеевики ж/д полувагонов и
цистерн,определяется по формуле
-расход тепла на нагрев вяжущего в
битумохранилище и в приямке,кДж/ч;
=Qхр+Qпр;=
Р2=
/2800=688.56
кг/ч;=628*L;=628*
=101321.2 ккал/ч
Р3=101321.2 /2800=361.86 кг/ч.
расчетная длина трубопровода,м;
Необходимая пов-ть котла для обогрева
трубопровода
Р=184.61+688.56+361.86=1235кг/чк=Р*Кз*Кп/q;к=1235*1,2*1,2/675=974.33/675=2.63м2;
к-поверхность нагрева котла,м2;
Р-потребность пара кг/ч
Кз-коэф запаса,учитывающий
неравномерностьпотребления пара(1,2)
Кп-коэф.,учитывающий потери пара при подаче его
от котельной до мест потребления(1,1-1,2);паропроизводительность котла для
обогрева трубопровода(675 кг/с);
Определение количества плавильных установок
Количество битумоплавильных котлов определяется
по формуле:
где 
коэффициент
неравномерного потребления битума (Ки =0,9-1,2);
часовая
потребность асфальтобетонного завода в битуме, т/ч;
часовая производительность
котла, т/ч
Исходя из часовой потребности в битуме, по
паспортным данным подбирают серийно выпускаемую промышленностью
битумоплавильную установку.
Исходя из часовой потребности (5.96 т/ч)
выбираем установку Д-618. Битумоплавильный агрегат непрерывного действия
состоит из котла, выносной топки с форсунками, вентилятора и двух шестеренных
насосов (выбираем насос Д-171А).
Принимаем 3 котла
Таблица 4 - Характеристика битумоплавильной
установки Д-618.
|
Тип
агрегата Принцип действия Производительность, т/ч, при влажности 5% (нагрев
от 90 до 170°С) Вместимость основного агрегата, м3 Расход топлива, кг/ч
Установленная мощность, кВт электродвигателей электронагревателей Габариты,
мм длина ширина высота
|
Непрерывного
действия С газовым подогревом (жаровые трубы) 6 14,3 45 19,6 176 8025 2760
3800
|
Выбор типа расходной емкости битума
Расходные емкости битума предназначены для
хранения и разогрева битума. Емкости с автоматическим регулированием
температуры нагрева, объёмом от 5 до 100 м3 с масленным или электроподогревом,
в вертикальном или горизонтальном исполнении. Теплоизоляция резервуаров
позволяет долгое время сохранять необходимую температуру битума или эмульсии.
Емкость включает в себя:
резервуар;
люк-лаз (диаметр люка в зависимости от объема
резервуара);
опора резервуара;
клапан отсеченой поплавковый;
клапан обратный;
люк замерный.
Тип емкости и модель нужно подобрать исходя из
сменной потребности битума Псм.
. Выбираем емкость
для битума горизонтального типа SSBC40.
Таблица 5 - Характеристика емкости битума
горизонтального типа TH32.
|
Вместимость,
м3 Размеры, м: диаметр высота длина Масса, т
|
40
2,5 2,55 6.5 4,80
Для перекачки битума из битумохранилища в
битумоплавильные агрегаты применяют битумные шестеренные насосы. Наиболее
распространены шестеренные битумные насосы с внешним зацеплением.
Выбираем битумный насос марки М 600.
Таблица 6 - Технические характеристики битумного
насоса М 600
|
Подача
л/мин Давление, МПа Мощность двигателя, кВт Габариты, мм: длина ширина высота
Масса, кг Завод-изготовитель
|
250-500
0,6 8 10,4 523 346 397 130 Г. Брянск, «СММ-холдинг»
|
Расчет потребности в воде
Общий расход воды за смену:
 , л/смену ,
где  -
расход воды на хозяйственно-питьевые, бытовые, производственные и
противопожарные нужды.
Сменная потребность в воде на
хозяйственно-питьевые нужды:
 , л/смену ,
где  -
количество работников на заводе;
 - норма потребности
в воде, равная 25 л/смену;
 - коэффициент
непрерывности водопотребления, равный 3.
 л/смену
Расход воды на бытовые нужды определяется по
формуле
 = m1
n 1 + m2
n2 , л/смену ,
где m1, m2 - количество кранов и душевых сеток
(m1=3-4, m2 =3);- норма воды на один кран, равная 180-200 л/смену;- норма воды
на одну сетку кран, равная 500 л/смену
 л/смену
Расход воды на поливку территории завода
определяется по формуле
=S P / ксм , л/смену
,
где S - площадь, подлежащая поливке, м2;
Р - норма поливки 1 м2 территории за сутки,
равна 1,5-4 л/ м2 ;
Ксм - количество смен в день.
=4343,5 3 / 2
=6515.25л/смену
Расход воды на мойку автомобилей определяется по
формуле:
= N  3,
л/смену ,
где N - количество автомобилей (2-5);
3 -норма расхода
воды (500 л).
= 4 500= 2000 л/смену
Суммарный расход воды на производственные нужды
равен
= V1 + V2 , л/смену= 6515.25+ 2000= 8515.25
л/смену
Общий расход воды на тушение пожара:
= t 4,
л/смену ,
где t - время, в течении которого необходимо
ликвидировать пожар, с (принимается 3 часа);
4 -норма расхода
воды на тушение пожара (5 л/с).
=10800 5=54000 л/смену
Общий расход воды за смену:
Qобщ=1500+2100+8515.25=12115.25 л/смену
Расчетный расход:
р = Q К1 К2/3600
 Tсм
, л/с,
где К1- коэффициент неравномерности поступления
воды в течении смены, равный 1,1-1,6;
К2- коэффициент, учитывающий утечку воды, равный
1,15-1,25;см - продолжительность смены, ч;
=12115.25 1,6 1,25/3600
8
=0,84 л/с
По величине расчетного расхода воды определяем
необходимый диаметр водопроводной сети:
=  ,
м,
где -
скорость течения воды в трубах, равная 1-1,5 м/с.
=  ,=0,84
м
Расчет потребности в электроэнергии
Источником электроэнергии на битумной базе могут
служить трансформаторная подстанция, получающая ток от электрической системы
данного района или передвижные электростанции.
Потребное количество электроэнергии определяется
по формуле:
= 1.1Kc ( ∑ Nc/cos ф +∑ Nв +∑
Nн ), кВт ,
где Kc - коэффициент, учитывающий потери
мощности (1,05-1,10);
∑ Nс - суммарная мощность силовых
установок, кВт;
∑ Nв - то же, внутреннего освещения, кВт
(95-10 кВт);
∑ Nн - то же, наружного освещения, кВт
(20-25кВт);ф - коэффициент мощности.
Мощность силовых установок ∑ Nс
определяется по формуле:
∑ Nс = n*Nc , кВт ,
где Nс - мощность установки;- количество
установок.
∑ Nс 2*17,1= 34,2 кВт= 1.1*1,1 ( 34,2/cos
0,85 +8 +24) = 80,14 кВт
Численность работников битумной базы
Работы по приготовлению вяжущего ведется в 2
смены. В смену базу обслуживает бригада рабочих под руководством сменного
мастера.
В обязанности бригады входит ежедневное
техническое обслуживание, текущий ремонт, управление, процессы приготовления.
Состав обслуживающего персонала базы по
приготовлению вяжущих включает (2 смены):
Ежедневное техническое обслуживание и текущий
ремонт:
дежурный слесарь - 1 чел.
дежурный электрик - 1 чел.
станочник - 1 чел.
весовщик - 1 чел.
уборщица - 1 чел.
Итого - 7 чел.
Процессы приготовления:
машинист битумохранилища - 2 чел.
машинист по управлению ПАВ - 2 чел.
машинист битумоплавильной установки - 2 чел.
Итого - 6 чел.
Управление:
начальник базы - 1 чел.
сменный мастер - 2 чел.
зав. лабораторией - 1 чел.
лаборант - 2 чел.
учетчик-кладовщик - 1 чел.
Итого - 7 чел.
В общем - 20 чел в день (2 смены).
Разработка генерального плана битумной базы
Генеральный план битумной базы разрабатывается в
соответствии с требованиями СНиП [7] с целью рационального размещения всего
оборудования с учетом требований техники безопасности, пожарной безопасности и
соответствующей плотностью застройки [7]. Проектирование генерального плана
базы начинают с размещения битумохранилищ, которые занимают наибольшую площадь
среди всех сооружений базы и должны быть обеспечены удобными подъездными путями
для приема и отправки вяжущих материалов.
Битумохранилища прирельсовых баз должны быть
расположены около железнодорожных путей, с тем чтобы можно было осуществлять
слив вяжущих из цистерн или бункеров непосредственно в хранилища. Необходимо
учитывать, что разгрузка вяжущих занимает больше времени, чем разгрузка других
материалов. Если база рассчитана на прием большого количества вяжущих (порядка
нескольких тысяч тонн в год), то лучше предусмотреть на территории базы
устройство специального разгрузочного железнодорожного тупика.
Длина битумохранилища вдоль железнодорожного
пути определяется требованиями создания фронта разгрузки, соответствующего
ожидаемому одновременному поступлению вагонов. В средних условиях фронт
разгрузки должен быть достаточным для одновременной разгрузки не менее 2-3
железнодорожных цистерн или полувагонов. Остальные размеры битумохранилища
определяют в зависимости от его проектируемого объема.
После определения границ участка, занимаемого
битумохранилищем, намечают место расположения битумоплавильной установки. При
ее размещении учитывают:
необходимость противопожарного разрыва между
битумоплавильной установкой и битумохранилищем;
требование удобного подъезда к ней
автогудронаторов и автоцистерн для загрузки битумом;
желательность расположения ее по уклону ниже
битумохранилища для подачи битума из хранилища в котлы самотеком.
Затем намечают места для парокотельной,
электростанции или трансформаторной подстанции, лаборатории и т. д.
При устройстве базы вдали от железной дороги
план ее может быть в основном сохранен. Вместо разгрузочного железнодорожного
тупика необходимо предусмотреть устройство подъездной автомобильной дороги с
твердым покрытием и с площадкой для разворота и стоянки автомобилей.
Контроль качества исходных материалов и готовой
продукции
Требования к материалам для приготовления
асфальтобетонных смесей
Битум: Выбранный битум - БНД 90/130, должен
отвечать следующим требованиям ГОСТ [5]:
Таблица 7 - Требования ГОСТ [5]:
|
Наименование
показателя
|
Норма
для битума марки
|
|
1.
Глубина проникания иглы, 0,1мм:
|
|
|
при
25 °С
|
91-130
|
|
при
0 °С,не менее
|
15
|
|
2.
Температура размягчения по кольцу и шару, °С, не ниже
|
41
|
|
3.
Растяжимость, см,не менее:
|
|
|
при
25 °С
|
80
|
|
при
0°С
|
4,0
|
|
4.
Температура хрупкости, °С, не выше
|
-10
|
|
5.
Температура вспышки, °С, не ниже
|
240
|
|
6.
Изменение температуры размягчения после прогрева/С,не более
|
6
|
|
7.
Индекс пенетрации
|
Oт
-1,5 до +1,0
|
Операционный контроль при приготовлении битума
Качество битума контролируется не реже 1 раза в
смену.
Пробы вязких дорожных битумов принимают согласно
по ГОСТ 2517-85. Масса объединенной пробы каждой марки битума должна быть не
менее 0,5 кг.
По физико-химическим показателям битумы должны
соответствовать требованиям и нормам, указанным в ГОСТ [8].
Список литературы
СП
34.13330.2012. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция
СНиП 2.05.02-85*./ ЗАО «СоюздорНИИ».-М., 2012.-99 с.
СНиП
2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР - 1982
СНиП
23-01-99. Строительная климатология / Госстрой СССР - М., 2000
ГОСТ
9128-09. Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон.
Технические условия. /Стандартинформ. - М., 2010. - 20 с.
Учебно-методические
указания к выполнению курсового работы по дисциплине «Технология и организация
строительства автомобильных дорог», раздел «Производственные предприятия
дорожного хозяйства». / УГНТУ - УФА., 2007 - 21с.
СП
18.13330.2011. Генеральные планы промышленных предприятий. Актуализированная
редакция. /Минрегион России. - М., 2011. - 49 с.
ГОСТ
22245-90. «Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия».
ГОСТ
Р 52129-2003. «Минеральные порошки».
ГОСТ
8267-93. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ.
Технические условия.
ГОСТ
8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
Похожие работы на - Технология и организация строительства автомобильных дорог
|