Реконструкції автомобільної дороги

Уточнення фактичних об’ємів земляних робіт

Для обчислення обсягів земляних мас використовують таблиці або формули:

де F₁= (В + mН₁)Н₁ ; F₂ = (B + mH₂)H₂; L - довжина ділянки, м; B - ширина земляного полотна по верху; m - коефіцієнт закладення укосу; H₁, H₂ - висота насипу, чи глибина виїмки відповідно початку ділянки і її кінця, м.

Спочатку розрахунки виконують для існуючого земляного полотна, а потім для запропонованого. Необхідний об’єм земляних робіт визначають як різницю об’ємів.

Обсяги робіт і необхідність у матеріалах подаються у табличній формі.

Рис. 1 Графік робочих об’ємів земляних робіт

Рис. 2 Інтегральна крива розподілу земляних мас

Будуємо графік робочих об’ємів земляних робіт.

Розбиваємо дорогу на ділянки.

Враховуючи роботи, які потрібно провести при реконструкції отримаємо наступні ділянки:

Таблиця 5

Визначення технологічних параметрів процесів:

Для розширення земполотна на ділянках 1,4,7 будемо використовувати бульдозер та автосамоскиди.

Для розробки ґрунту на ділянках 2 та 5 будемо використовувати скрепер, оскільки на ній ми маємо баланс земляних мас і ґрунт з виїмки переміщаємо в насип.

На ділянках 3 та 6 використаємо екскаватор, оскільки тут проходитиме нове будівництво у виїмці.

Визначаємо мінімальний змінний об’єм на ділянках екскаваторних робіт:

Визначаємо мінімальний змінний об’єм на ділянках 2,5:

Визначаємо мінімальний змінний об’єм на ділянках 1,4,7:

Для робіт на 3 та 6 ділянках призначаємо екскаватор місткістю ковша 1м³ з нормою часу 25,5 маш-год, (1-17-2), та продуктивністю П=313,7 м³/зм.

Визначаємо необхідну кількість екскаваторів n=621/313=2.

Визначаємо норму часу для бульдозера при розробці і переміщенні ґрунту. Вибираємо бульдозер потужністю 132 кВт, норма часу якого 5,95 маш-год (1-26-2) та продуктивністю П= 1344,5 м³/зм.

Визначаємо необхідну кількість бульдозерів

 приймаємо 1 бульдозер.

Визначаємо норму часу на першу ділянку для самохідного скрепера при переміщенні грунту місткістю ковша 15 м3 на відстань до 3 км. Н_ч=24,65+2,81((2630-300)/100)=90,12 маш-год. Продуктивністю П=88,76. Призначаємо ланку скреперів на першу ділянку n=570/88,76=7 скреперів.

Визначаємо норму часу на другу ділянку для самохідного скрепера при переміщенні грунту місткістю ковша 15 м3 на відстань до 3 км. Н_ч=24,65+2,81((2820-300)/100)=95,46 маш-год. Продуктивністю П=83,8. Призначаємо ланку скреперів на першу ділянку n=570/83,8=7 скреперів.

.2 Дорожній одяг

Необхідно запроектувати і розрахувати конструкцію дорожнього одягу для ділянок де необхідне підсилення і розширення проїзної частини.

Конструкція дорожнього одягу відповідає вимогам надійності і міцності за критерієм пружного прогину, якщо:

де: К_міц= 1,47 - коефіцієнт міцності дорожнього одягу; Е_заг - загальний модуль пружності конструкції; Е_потр=300МПа - потрібний модуль пружності конструкції з урахуванням капітальності одягу, типу покриття й інтенсивності дії навантаження.

При розрахунку одягів потрібний модуль пружності слід визначати за графіком (рисунок 3.2 ВБН В.2.3-218-186-2004), побудованим за результатами статистичної обробки експериментальних даних.

Конструкцію дорожнього одягу на автомобільних дорогах слід розраховувати під розрахункове навантаження І-II категорій доріг: гр. А₁ - 115кН; ІІІ-IV категорій: гр. А₂ - 100кН; V категорії: гр. Б - 60кН. Незалежно від даних, отриманих за графіком (див. рисунок 3.2), потрібні модулі пружності для доріг загальної мережі не повинні бути менше зазначеного в таблиці 3.7. Маючи значення потрібного модуля пружності, можна пошарово розрахувати одяг за допомогою номограми (рисунок 3.3).

Ця номограма зв'язує відношення Е₂/Е₁ модулів пружності нижнього і верхнього шарів, відносну товщину h/D верхнього шару і відношення Е_заг/Е₁ загального модуля пружності на поверхні двошарової системи до модуля пружності верхнього шару.   Для визначення Е_заг на номограмі проводиться вертикаль із точки на горизонтальній осі, що відповідає значенню h/D і горизонтальна пряма з точки на вертикальній осі, що відповідає відношенню Е₂/E₁. Точка перетину цих прямих дає шукане значення Е_заг/Е₁. Знаючи величину Е₁, обчислюють Е_заг.

Пошаровий розрахунок багатошарової конструкції можна вести знизу нагору, починаючи з ґрунту, що підстилає одяг, коли треба визначити загальний модуль пружності конструкції, чи зверху вниз, коли задані потрібний модуль і коефіцієнт К_міц міцності дорожнього одягу. Визначаємо товщину шару підсилення з асфальтобетону щільного, І - ІІ марка БНД 130/200 (Е=2600МПа) за номограмою 3.8 ВБН В.2.3-218-186-2004.  Визначення товщини шару підсилення виконується за номограмою (рисунок 3.8), виходячи з визначеного фактичного модуля пружності Е_ф (вісь ординат) та розрахованого потрібного модуля пружності Е_потр (вісь абсцис). Від осі ординат проводимо горизонтальну лінію до перетинання з лінією, проведеною вертикально від осі абсцис. Точка перетину даних ліній дасть відношення h / D. Прийнявши розрахунковий діаметр сліду колеса автомобіля відповідно до розрахункового навантаження, визначаємо товщину шару підсилення, що коригуємо, виходячи з призначеного матеріалу шару підсилення і його розрахункового модуля пружності Е_р, шляхом підняття чи опускання призначеної точки на похилій лінії, яка позначає відношення h / D до перетинання з похилою лінією, що характеризує розрахунковий модуль пружності матеріалу шару підсилення Е_р. Після цього проводимо від отриманої точки горизонтальну лінію вправо і визначаємо поправочний коефіцієнт К_п./D = 0,27= 34,5см (розрахункове навантаження - А1).= 9,3см

поправочний коефіцієнт К_п =1,08.

Помноживши отриману раніше товщину шару підсилення на поправочний коефіцієнт, що враховує розрахунковий модуль пружності матеріалу шару підсилення, визначаємо остаточно товщину шару підсилення.

,3*1,08=10 см.

Враховуючи роботи, які потрібно провести при реконструкції отримаємо наступні ділянки:

Таблиця 6

4. Розробка технологічних карт і схем

Технологічна карта влаштування розширення земляного полотна.

Сфера застосування.

Технологічна карта розроблена на влаштування розширення земполотна існуючої автомобільної дороги відповідно до проекту. Як ведучий механізм використовується бульдозер Т-170.

В склад робіт входять:

·   зняття рослинного шару ґрунту;

-        влаштування основи земполотна;

-        нарізка уступів;

         пошарове відсипання земполотна з пошаровим ущільненням;

         планування верху земляного полотна та відкосів;

         нарізка кюветів.

Організація і технологія виконання робіт

До початку виробництва робіт по влаштуванню розширення земполотна необхідно:

      відновити трасу дороги;

      виконати детальне розбиття земполотна;

      очистити територію в межах смуги відведення від лісу, пнів, чагарників і валунів;

виконати перенесення інженерних комунікацій;

      виконати тимчасовий водовідвід (при необхідності).

Влаштування розширення земполотна ведеться поетапно справа і зліва від осі дороги, не створюючи перешкод для руху транспортних засобів по протилежній смузі дороги. Роботи на кожному етапі виконуються потоковим методом на трьох захватках загальною протяжністю 300-600 м.

На першій захватці виконуються наступні роботи:

      зрізка рослинного шару бульдозером;

-        вирівнювання основи розширення земполотна, нарізка уступів висотою 1-1,5 м-кодів і шириною 1,5-2 м при висоті насипу більше 2 м бульдозером Т-170;

         ущільнення основи земполотна котком DYNAPAC СС-222 7,5 т;

         розрихлювання укосів старого насипу.

Товщина шару, що зрізається, призначається проектом. У карті прийнята товщина 15 см. Грунт зрізають бульдозером Т-170 (або екскаватором САТЕRPILLAR, (HITACHI), переміщають до кордону смуги відведення або вивозять у відведені для цього місця для складування і обваловують. В подальшому його використовують для укріплення відкосів.

Перекриття слідів від попередніх проходів бульдозера і зрізу грунту повинно складати 0,25-0,3 м.

На другій захватці виконуються наступні технологічні операції:

- розрівнювання ґрунту на насипі шарами по 0,3 м бульдозером Т-17О;

   ущільнення шару ґрунту самохідним катком DYNAPAK СС-422 10 т. Відсипання земполотна ведеться від країв до середини насипу.

Піщаний грунт доставляється автомобілями-самоскидами вантажопідйомністю до 13т.

Самоскиди для вивантаження розвертаються на існуючому насипі і подаються до місця вивантаження ґрунту по обладнаному з'їзду заднім ходом. При малих об'ємах відсипання можливо вивантаження ґрунту вести з узбіччя існуючої дороги. При цьому ретельно забезпечувати безпеку руху транспортних засобів.

Переміщення і розрівнювання ґрунту на насипі виконують човниковими проходами бульдозера Т-170 на другій робочій швидкості.

Кожен шар слід розрівнювати, дотримуючись проектного подовжнього і поперечного ухилу.

Повернення бульдозера на початок захватки здійснюється заднім ходом з опущеним відвалом, яким бульдозер частково ущільнює грунт.

Для належного ущільнення грунту в краєвих частинах насипу ширина відсипання має бути більше проектного контура насипу на 0,3-0,5 м з кожного боку. Надлишок грунту забирається на завершуючому етапі зведення насипу при плануванні. Ущільнення слід виконувати при оптимальній вологості грунту.

Перед початком роботи виробник робіт спільно з лаборантом встановлює раціональний режим роботи ущільнюючих засобів пробним ущільненням.

У карті передбачено ущільнення ґрунту виконувати катком DYNAPAC СС-422 за десять проходів по одному сліду за човниковою схемою.

Перший прохід виконують на відстані не менше 2 м від бровки насипу, після чого, зміщуючи каток при кожному подальшому проході на 1/3 ширини сліду у бік бровки, накочують краї насипу. Потім ущільнення продовжують човниковими проходами з переміщенням смуг ущільнення від країв насипу до її середини з перекриттям слідів на 1/3.

Кожен наступний прохід по одиному і тому ж сліду починають після перекриття попередніми проходами всієї ширини земляного полотна. Перший і останній проходи котка на смузі укочування виконують на малій швидкості (2-2,5 км/год), проміжні - на швидкості 8-10 км/год. Відсипання кожного наступного шару можна виконувати лише після розрівнювання і ущільнення попереднього з дотриманням подовжнього і поперечного ухилів.

На третій захватці виконуються такі технологічні операції:

-    зріз грунту з укосів автогрейдером (екскаватором-планувальником Uds-114);

     планування верху земляного полотна автогрейдером;

     планування укосів земляного полотна автогрейдером (екскаватором-планувальником Uds-114);

     остаточне ущільнення земляного полотна катком DYNAPAC СС-422;

     нарізка кюветов, канав.

Технологічною картою передбачено планувальні роботи виконувати автогрейдером ДЗ-180 і екскаватором-планувальником Uds-114.

Перед початком планування необхідно перевірити і відновити положення осі і бровок земляного полотна в плані на прямих, перехідних і основних кривих, а також в подовжньому профілі.

Планування верху земляного полотна виконують автогрейдером ДЗ-180 за чотири проходи по одному сліду. Роботи організовують за човниковою схемою без повороту відвала в кінці захватки із заднім холостим ходом автогрейдера. Спочатку планування слід виконувати короткими проходами для усунення нерівностей, видимих оком, а потім поверхню вирівнюють наскрізними проходами по всій довжині захватки.

Кут захвату ножа автогрейдера має бути 35-70°, а кут нахилу - залежно від проектного поперечного профілю. Перекриття слідів при плануванні верху земляного полотна 0,4-0,5 м.

Укоси виїмки планують автогрейдером ДЗ-180, обладнаним подовжувачем, за три проходи. Планування слід починати у верхній частині укосу при русі автогрейдера по брівці виїмки; потім планується нижня частина.

Кювети глибиною до 0,7 м нарізують автогрейдером ДЗ-180 за чотири проходи по довжині захватки. Глибина кювета- не менше 0,3 м. При більшій глибині кювети і канави відривають екскаватором-планувальником Uds-114. Водовідвідні канави і кювети укріплюють відразу після їх влаштування. Ущільнення верху земляного полотна виконується котком на пневмошинах СР-132 (ДУ-16В, DYNAPAC СС-422 за чотири проходи по одному сліду по човниковій схемі із зсувом смуг ущільнення від країв полотна до його осі і перекриттям слідів на 1/3.

Роботи по зведенню земляного полотна виконує бригада чисельністю 7 чол.:

Машиніст екскаватора 6 разр

Машиніст бульдозера 6 разр

Машиніст автогрейдера 6 разр

Машиніст екскаватора-планувальника Uds-114

Машиніст катка 6 разр

Тракторист 5 разр

Потреба комплексної механізованої бригади в машинах, устаткуванні і пристроях визначена з розрахунку оптимального їх завантаження:

Екскаватор САterpillar (HITACHI)

Бульдозер Т-170

Автогрейдер ДЗ-180

екскаватор-планувальник Uds-114

Каток напівпричіпний на пневмошинах ДУ-29 (DYNAPAC СС-422)

автомобіль-самоскид КАМАЗ-5511 Вантажопідйомністю - 13 т 14

Список використаної літератури

1.       ДБН В 2.3.4-2007 «Автомобільні дороги».

2.      ДБН Д 2.2-27-99 «Автомобільні дороги».

.        ДБН Д 2.2-1-99 «Земляні роботи».

.        В.Я. Савенко, О.С. Славінська «Технологія будівництва автомобільних доріг в прикладах» навчально-наочний посібник.

.        Методичні вказівки 053-79.