Организация строительства участка лесовозной дороги

Организация строительства участка лесовозной дороги

Введение

Автомобильная дорога в общем понимании представляет собой инженерное сооружение, предназначенное для движения транспортных средств. В состав дороги входят также различные устройства и сооружения, обеспечивающие обслуживание в пути подвижного состава, пассажирских и грузовых операций. Все сооружения и устройства дороги могут быть объединены и представлены схемой, которая включает: во-первых, основные сооружения дороги - земляное полотно, дорожную одежду, водоотводные сооружения и некоторые другие инженерные устройства (собственно путь) и, во-вторых, вспомогательные сооружения, заправочные, мастерские и т.п., а также здания и устройства, обслуживающие содержание и ремонт дороги, устройства связи и сигнализации и т.п.

Автомобильные дороги страны подразделяются на дороги общего пользования и дороги промышленного транспорта. Автомобильные дороги общего пользования должны соответствовать СНиП 2.05.02. - 85 «Автомобильные дороги», дороги промышленного транспорта, обеспечивающие производственно-технологические перевозки предприятий, проектируются и устраиваются в соответствии с требованиями СНиП2.05.07-91 «Промышленный транспорт».

Лесовозные дороги строятся как отдельные объекты для поддержания производственных мощностей по вывозке леса, так и в составе комплексов по переработке древесины.

На лесозаготовительных предприятиях Архангельской области для заготовки 1 млн. м³ древесины при запасе 75 м³ на 1 га эксплуатационной площади необходимо построить не меньше 31 км дорог круглогодичного действия, в том числе 6 км магистралей и 25 км веток.

Характерной особенностью строительства лесовозных дорог, несмотря на большой объем, является низкая концентрация дорожно-строительных работ.

Рассредоточение мелких объектов по множеству предприятий отрицательно влияет на использование дорожно-строительной техники. В этих условиях большое преимущество имеют универсальные дорожно-строительные машины с комплектом навесного оборудования.

Доставка качественных дорожно-строительных материалов для строительства обходится в большинстве случаев дорого. Поэтому изыскиваются местные дорожно-строительные материалы (песок, гравийные и щебеночные смеси, камень и др. материалы). Требуются особые навыки и технологии для эффективного использования этих материалов для устройства покрытий и оснований.

Основной объем строительства промышленных дорог ведется на севере и северо-востоке второй дорожно-климатической зоны (подзона 1 и 2). Как известно, эта зона характеризуется избыточной влажностью грунтов, обилием осадков и низкой температурой воздуха в зимний период. Благоприятный строительный сезон здесь значительно короче по сравнению с другими зонами.

При строительстве дорог необходимо учитывать большие объемы подготовительных работ (разрубка трассы, корчевка пней, удаление кустарника и др.).

Организация строительства дороги - это комплекс мер, определяющих исполнителя и порядок выполнения каждого вида работ и все их объемы в установленные сроки.

1. Обоснование основных технических нормативов

1.1   Минимальный радиус кривой в плане

Минимальный радиус кривой  рассчитывается по формуле, м

=, (1)

где v_р − расчетная скорость движения, принимаемая по нормам [1] в зависимости от категории дороги, км/ч, принимаю v_р = 50;

− коэффициент поперечной силы, = 0,12…0,15; принимаю =0,14;

i_в - поперечный уклон покрытия на вираже, ‰, i_в = 0,06.

98 м.

Принимаю =100 м

1.2   Руководящий подъем

Предельный подъем в грузовом направлении,  может быть рассчитан по формуле, ‰ [2]

 (2)

где F_к - касательная сила тяги, определяется по тяговой характеристике

автомобиля-тягача на второй передаче при максимальном числе

оборотов, Н, F_к = 34500;

− масса автопоезда с грузом, т [8],

, (3)

где Р − масса автомобиля-тягача с грузом, т;

Q − масса прицепа-роспуска с грузом, т [8];

т.

− удельное сопротивление движению, Н/т,  = 200…400;

g − ускорение свободного падения, м/с², g = 9,81.

‰

По СНИП 2.05.07-91 i_р=50 ‰

1.3   Уравновешенный спуск

Величина предельного спуска в грузовом направлении , может быть определена по формуле, ‰ [2]

i_сп= i_р+20 ‰, (4)

i_сп=50+20=70 ‰.

1.4   Ширина проезжей части и земляного полотна

При движении автомобилей по дороге следы колес обычно располагаются в пределах полосы шириной 50…60 см, называемой полосой наката и чем больше скорость движения, тем большая ширина полосы движения требуется для управления автомобилем. Следовательно, ширина проезжей части прямо зависит от скорости движения.

Ширина земляного полотна двухполосной дороги  определяется по формуле, м

, (5)

где - ширина земляного полотна, м;

− ширина проезжей части, м;

а − ширина обочины, м.

Ширину проезжей части двухполосной дороги  можно определить по формуле, м

, (6)

где S − ширина колеи расчетного автомобиля, м, [8];

d − ширина кузова (габариты по ширине), м, [8];

m − необходимое расстояние между встречными автомобилями, определяется по формуле, м, [2],

, (7)

 − коэффициент уменьшения, для лесовозных дорог ;

 − расчетная скорость движения, м/c;

 м,

с − расстояние от кромки проезжей части до центра ближайшей колеи, м,

, (8)

 м,

 м,

 м.

1.5  
Расчетное расстояние видимости

1.5.1 Расчетное расстояние видимости поверхности дороги

Эффективность работы лесотранспорта в большей степени зависит от правильного установления основных параметров дороги: расчетной скорости движения и, как следствие, расчетного расстояния видимости.

Расчетным расстоянием видимости препятствия на дороге называют минимально необходимое расстояние, на которое водитель должен всегда видеть перед собой дорогу, чтобы иметь возможность предотвратить наезд на препятствие путем торможения.

Величина расчетного расстояния видимости определяется по формуле, м

, (9)

где - расстояние видимости поверхности дороги, м;

- путь, проходимый автомобилем за время подготовки к торможению, м;

- тормозной путь, м;

- некоторый запас расстояния, необходимый для остановки автомобиля не доезжая до препятствия (=5…10 м).

Расчетное расстояние видимости поверхности дороги

Если обозначить время подготовки к торможению через , а тормозной путь определить по формуле, м

, (10)

то расчетное расстояние видимости поверхности дороги будет определено

, (11)

где - расчетная скорость движения, м/c;

- коэффициент эксплуатационного состояния тормозов, ;

- удельная тормозная сила, определяется по формуле, Н/т

; (12)

- масса тягача с грузом, приходящаяся на тормозные колеса, т;

- ускорение силы тяжести, м/с²;

- коэффициент сцепления шин с покрытием, зависящий от состояния

покрытия, ;

- масса поезда, т;

- основное удельное сопротивление движению, Н/т;

- уравновешенный спуск.

 Н/т,

м.

Принимаю м.

1.5.2 Расчетное расстояние видимости встречного автомобиля

Автомобиль встречает идущий ему навстречу по той же полосе другой автомобиль. Водители обоих автомобилей должны видеть друг друга на расстоянии, позволяющем затормозить до остановки оба экипажа. Расстояние видимости складывается из расстояния, проходимого за время реакции водителей обоих автомобилей, тормозного пути каждого автомобиля и некоторого запаса расстояния между остановившимися автомобилями.

Если встречные автомобили находятся на одинаковом уклоне и скорости их одинаковы, то расчетное расстояние видимости определяется по формуле, м

, (13)

все обозначения те же, что и в формуле (11).

Расчётное расстояние видимости встречного автомобиля

 м.

Принимаю м.

1.6  
Длина переходной кривой

Для обеспечения устойчивости автопоезда на кривых малого радиуса между прямым участком и кривой малого радиуса устраиваются переходные кривые.

Основные кривые на дорожных закруглениях описаны дугами окружности, то есть кривыми постоянной кривизны. В момент выезда автопоезда с прямой на кривую условия его движения резко изменяются, так как на автопоезд начинает действовать центробежная сила. Теоретически эта сила прикладывается мгновенно, а практически в пределах некоторого участка, где водитель поворачивает рулевое колесо.

Чтобы центробежная сила не возрастала слишком быстро, что плохо переносится пассажирами и может вызвать занос автопоезда, между прямым участком и круговой кривой малого радиуса устраивают так называемую переходную кривую, кривизна которой плавно изменяется от нуля на прямом участке до 1/R в месте примыкания круговой кривой.

Длину переходных кривых выбирают исходя из того, чтобы центробежная сила нарастала достаточно замедленно. Нарастание центробежного ускорения I должно оставаться в пределах 0,3…о, 6 м/с³.

Время, необходимое для того, чтобы центробежное ускорение равномерно возросло от нуля до /R, можно определить по формуле

, (14)

где R - радиус круговой кривой, м;

I − нарастание центробежного ускорения, м/с³.

За это время автопоезд пройдет путь, равный , таким образом, длину переходной кривой можно определить по формуле, м

. (15)

Принимая I=0,5 м/с³ и подставляя скорость движения автопоезда в км/ч, получим окончательную формулу

, (16)

м.

Принимаю L=55 м.

Разбивка переходной кривой принятой длины возможна при выполнении условия

, (17)

где - угол поворота трассы, на котором рассчитывается переходная кривая, 38 º;

- угол поворота передних колес автопоезда в конце переходной кривой,

, (18)

15º45′,

Необходимое условие соблюдается.

Расстояние от начала круговой кривой до начала переходной кривой, м

. (19)

Сдвижка круговой кривой, м

 (20)

,  − координаты конца переходной кривой.

, (21)

, (22)

, (23)

м²,

 м,

 м,

Начало и конец переходной кривой:

, , (24), (25) , , (26), (27)

где  − начало переходной кривой 1-й, 2-й;

 − конец переходной кривой 1-й, 2-й;

 − начало круговой кривой;

 − конец круговой кривой.

 ПК12+94,19,

 ПК13+49,19,

 ПК14+22,33,

 ПК13+67,33.

2.      
Трассирование плана дороги на карте в горизонталях с расчетом элементов кривых

Правильное размещение трассы дороги в плане при проектировании является сложной задачей, требующей комплексного решения. Идеальной трассой дороги в плане является прямая линия, соединяющая заданные точки. Однако, такому решении препятствуют особенности рельефа местности (наличие холмов, гор, оврагов), водные преграды (реки, ручьи, озера, болота), заповедники, населенные пункты и другие препятствия, для обхода которых при камеральном трассировании дороги на карте в горизонталях или во время изысканий намечают углы поворота. Для обеспечения плавного вписывания автопоезда в габариты пути и безопасности движения на углах поворота устраивают закругления пути, разбивая их по дуге окружности или с использованием кривых с постепенно изменяющимся радиусом (переходные кривые).

При трассировании дороги углы поворота назначают в следующих случаях:

1.  В точках примыкания веток к магистрали или усов к веткам;

2.       Для лучшего обхвата дорожной сетью спелых древостоев;

.        Для выхода трассы на заданное направление или для прохода трассы через фиксированные точки, где обязательно должна проходить дорога;

.        Для обхода препятствий ситуационного характера (озер, глубоких болот, отдельных холмов и т.п.).

Трассирование участка дороги производится по карте на которой расположены сплошные горизонтали (сечение между соседними горизонталями составляет 5 м). Местность слабохолмистая.

Назначение углов поворота ведет к удлинению трассы, величина которого характеризуется коэффициентом развития трассы, равным отношению

, (28)

где - фактическая длина трассы;

 - воздушная длина, измеряемая по прямой, соединяющей начальную и конечную точки трассы. .

Коэффициент развития трассы может служить в некоторой степени показателем качества трассирования. Для магистралей его величина в равнинной местности колеблется в пределах 1,03…1,08, в пересеченной местности - 1,08…1,20, в горной - более 1,2.

Углом поворота трассы называют угол между продолжением предыдущей линии и направлением следующей. В данном курсовом проекте запроектировано два угла поворота (см. ПРИЛОЖЕНИЕ А). Угол поворота трассы определяем по карте в горизонталях при помощи транспортира.

2.1   Расчет элементов круговых кривых

На самом большом угле поворота назначается минимальный радиус кривой ( м). Для меньшего угла поворота кривой в плане принимаем  м.

Основными элементами круговой кривой является угол поворота и радиус. Остальные элементы (тангенс, кривая, домер и биссектриса) являются производными от основных.

Элементы круговой кривой можно определить по формулам:

тангенс кривой, м - , (29)

длина кривой, м - , (30)

биссектриса кривой, м - , (31)

домер кривой, м -  (32)

Таблица 1. Ведомость прямых и кривых

По найденному по карте значению вершины угла поворота трассы и вычисленным элементам круговых кривых определяем пикетажные значения главных точек круговых кривых: начало кривой НК и конец кривой КК.

В зависимости от расположения сторон горизонта по карте определяем румбы последующего и предыдущего прямых участков трассы.

Длина первой прямой равна пикетажному значению начала кривой. Длина третьей прямой равна разности пикетажных значений конца трассы и конца кривой.

3.      
Проектирование продольного профиля и размещение искусственных сооружений

3.1   Определение отметок поверхности земли по карте в горизонталях

После размещения плана трассы на карте в горизонталях трасса разбивается на пикеты, а в местах перелома продольного профиля между пикетами устанавливаются плюсовые точки. Высотные отметки определяются по карте в горизонталях на всех пикетах и плюсовых точках.

Если пикет или плюсовка лежит на горизонтали, то их высотная отметка соответствует отметке этой горизонтали. Если пикет или плюсовка лежит между горизонталями, то высотная отметка определяется из следующих соображений: определяется ближайшее расстояние между горизонталями, проходящее через искомую точку - а, мм, и измеряется расстояние от искомой точки до ближайшей горизонтали - b, мм, а затем составляется пропорция

, (33)

где Н - сечение между горизонталями;

х - превышение между искомой точкой и ближайшей к ней горизонталью, м,

, (34)

таким образом, высотная отметка точки будет определяться по формуле

, (35)

где - отметка последующей точки;

- отметка ближайшей горизонтали.

Знак «+» перед х обозначает подъем, «−» − понижение поверхности земли.

Если искомая точка лежит между одинаковыми горизонталями, то посередине между ними условно проводится горизонталь, то есть горизонталь с сечением Н/2 и дальнейшие действия по определению высотной отметки будут точно такими же, как и в предыдущем случае.

Все вычисленные интерполяцией отметки пикетов и плюсовок сводим в таблицу 3.

Таблица 2 - Вертикальные отметки продольного профиля

Полученные в ходе расчетов отметки пикетов и плюсовок наносим на миллиметровку с учетом горизонтального и вертикального масштабов.

3.2  
Расчёт и нанесение на профиль проектной линии

Красная линия - это линия возвышения бровки земляного полотна в насыпи или отметка глубины выемки. Она может быть нанесена двумя способами: по обертывающей, либо по секущей. Наиболее предпочтительно проектирование по обертывающей линии, так как в этом случае объем земляных работ при строительстве автодороги будет меньшим.

Во всех случаях дорогу стремятся вписать в местность, т.е. там, где можно, проектную линию ведут по обёртывающей, а по более холмистой местности - по секущей. Одним из важных факторов, обеспечивающих устойчивость земляного, полотна является предохранение грунта от переувлажнения. Влажность грунта не должна превышать определённое значение и должна оставаться стабильной в течение всего года. Для предохранения от переувлажнения должна обеспечиваться непрерывность продольного отвода воды. Для этого по линиям водоразделов устраиваются водопропускные сооружения.

Линию проектного профиля автодороги наносят, руководствуясь техническими условиями на проектирование и строительство соответствующих дорог. В нашем случае проектную линию автомобильной дороги наносим, руководствуясь следующими требованиями:

1.  Объемы насыпей и выемок - минимальны и примерно равны;

2.       Руководящий подъем ;

.        Уравновешенный спуск ;

.        Минимальная высота насыпи h = 0,5 м (исходя из типа грунта);

.        Минимальная высота насыпи на болоте h_мин = 1,3 м;

.        Минимальная высота насыпи над трубой h_мин = 1,6 м;

.        Шаг проектирования (минимальное допустимое расстояние между точками перелома проектной линии) составляет 50 м;

Проектную линию наносим последовательно, переходя от одного участка к другому, и одновременно определяем уклон проектной линии на данном участке будущей дороги по формуле

, (36)

где - отметка конечной точки проектируемого участка, м;

− отметка начальной точки проектируемого участка, м;

d - длина проектируемого участка;

3.3   Вычисление рабочих отметок

Рабочие отметки Н_p (высота насыпи или глубина выемки) вычисляю на каждом пикете, как разность между проектной отметкой H_пр и соответствующей отметкой земли H_з. Результаты расчётов наносим на профиль.

3.4   Определение расстояний до точек нулевых работ

Расстояние Х (рисунок. 5) до точек нулевых работ (точки пересечения проектной линии с линией земли) определяю по формуле:

, (37)

где ,  − рабочие отметки соответственно левой и правой точек на профиле, между которыми находятся точки пересечения;

S - расстояние между этими точками.

Расстояние до точек нулевых работ

Затем определяем расстояние S-X от точки нулевых работ до ближайшей правой точки. Полученные расстояния наносим на профиль дорожной трассы расстояние Х слева, а расстояние S-X справа от точки нулевых работ.

3.5 Устройство водопропускных сооружений

Большую часть водопропускных сооружений (80-90%), строящихся на лесовозных дорогах, составляют трубы. Использование труб позволяет применять индустриальные методы строительства, так как трубы устраивают полностью сборными из железобетонных и бетонных элементов относительно небольших размеров, что дает возможность применять краны небольшой грузоподъемности. На автомобильных дорогах преимущество труб перед мостами увеличивается, так как при использовании труб не меняются условия движения автомобиля, не требуется изменения типа дорожной одежды и не происходит стеснения проезжей части и обочины.

Для данной дороги в качестве водопропускных сооружений принимаем железобетонную трубу диаметром 1,00 м, устраивая ее на ПК 19и на ПК 31.

3.6 
Устройство вертикальных кривых.

Согласно нормам вертикальные кривые (выпуклые и вогнутые) устраивают лишь при алгебраической разности сопрягаемых уклонов более или равной 20‰

Рекомендуемые радиусы кривых, в соответствии с категорией дороги [3]:

·        выпуклые 2500 м;

·        вогнутые 1000 м.

Для расчета элементов вертикальных кривых применяем следующие формулы, в которых величина углов в связи с их малой величиной заменяется тангенсами (уклонами):

 или , (38)

, (39)

 (40)

. (41)

Результаты расчетов элементов вертикальных кривых наносим на продольный профиль земляного полотна и заносим данные в таблицу 3.

Таблица 3 - Расчет элементов вертикальных кривых.

4. Типовые поперечные профили земляного полотна автомобильных дорог лесозаготовительных предприятий

дорога сооружение профиль автомобильный

Земляное полотно проектируют по типовым поперечным профилям в соответствии с дорожно-климатической зоной и с учетом рельефа, типа местности по характеру и степени увлажнения.

Земляное полотно - искусственно выровненная полоса земли, выполненная с допустимыми для движения автомобилей продольными уклонами и оснащенная надлежащим водоотводом.

Различают несколько профилей: насыпь или выемку, выработку из боковых резервов или из привозного грунта.

Изображение в уменьшенном масштабе сечения дороги вертикальной плоскостью, перпендикулярной к оси дороги, называют поперечным профилем. В выемках и боковых канавах различают внешний и внутренний откосы. Крутизна откосов насыпей и выемок определяется коэффициентом заложения. Откосам насыпей, высота которых не превышает 1,5 м, задается заложение 1:3.

Низкая насыпь до 1,5 м с боковыми резервами - наиболее распространенная форма земляного полотна в равнинной сухой местности. Такие насыпи возводят путем поперечного перемещения грунта из боковых резервов в насыпь.

При большей высоте насыпи грунт подвозят из находящихся вблизи дороги выемок или берут его из боковых притрассовых резервов. Размеры резервов определяют исходя из количества грунта, необходимого для отсыпки насыпи, причем глубиной резерва, как правило, задаются в пределах от 0,3 до 1,5 м. При высоких насыпях, когда требуется много грунта, насыпях над трубами и на болотах, резервы закладывают за пределами полосы отвода.

Насыпи на песчаных и супесчаных грунтах высотой до 1 метра с канавами при поперечном уклоне местности до 1:10

Выемка в супесчаных грунтах при поперечном уклоне местности не круче 1:3

Устройство земляного полотна на болоте 1 типа (болото, состоящее от поверхности доминерального дна из пластов первого - четвертого видов (1 - лесной торф, 2 - лесотопяной торф, 3 - топяной торф, 4 - сапропель) в различных сочетаниях, заполненном плотным торфом

5. Расчет объёмов земляных работ

Для определения потребности в механизмах, рабочей сил и правильной организации земляных работ при строительстве дорог необходимо знать объем земляных работ на каждом пикете, каждом километре, каждом участке. Различают основные и дополнительные дорожные земляные работы. К основным работам относят возведение насыпей и выемок, а к дополнительным − работы по устройству водоотвода, дренажа, устройству переездов, снятию растительного слоя на площади резервов и под малыми насыпями, отсыпке конусов у мостов, устройству дамб, спрямлению русел и другие работы на пересекаемых дорогой водотоках. В равнинной и холмистой местности объём дополнительных земляных работ составляет в среднем 6-10% основных работ.

Определяем фактическую ширину земляного полотна

, (42)

где  − ширина земляного полотна поверху дорожной одежды, м (см. п 1.4);

с − поправка на откос по покрытию,

, (43)

− коэффициент заложения откоса;

− толщина на бровке покрытия, м,

, (44)

− толщина кромки покрытия, м,

, (45)

− покрытие дорожной одежды - песчано-гравийная смесь, см;

− поправка на откос по основанию,

, (46)

− толщина по кромке основания, м,

, (47)

 − основание дорожной одежды - песок, см;

 − уклон проезжей части, ‰;

 − уклон обочин, ‰;

 − поперечный уклон основания, ‰;

 − поперечный уклон земляного полотна, ‰.

 м,

 м,

,

 м,

,

м.

5.1 Основной объем

При определении объёмов основных земляных работ необходимо знать площади поперечных сечений насыпей и выемок.

Площадь поперечного сечения насыпи рассчитывается по формуле:

, (48)

где    - величина средней рабочей отметки, м;

- коэффициент крутизны откоса насыпи,

если , то ,

если , то ;

- площадь сливной призмы, м²,

, (49)

где  - поперечный уклон поверхности земляного полотна,  =40 ‰;

Площадь поперечного сечения выемки:

, (50)

где  − ширина земляного полотна с учетом двух кюветов поверху,

, (51)

 − ширина кюветов поверху, м;

, (52)

 - ширина кювета по дну, м, принимаем

 - глубина кювета, м, принимаем

- коэффициент крутизны откоса выемки,

м.

 − площадь поперечного сечения кювета, м²,

, (53)

 - коэффициент крутизны откоса кювета,

Расчет основных объемов земляных работ производим по формуле, м³:

, (54)

где L - расстояние между смежными рабочими отметками, м.

Поправка Мурзо:

, (55)

где  - рабочие отметки предыдущей и последующей точек, м.

Поправка Мурзо вводится в том случае, если это удовлетворяет условию  - для насыпи,

5.2 Дополнительные объемы земляных работ

Объем земляных работ за счет осадки насыпи на болоте

Под болотом понимают избыточно увлажненные участки земляной поверхности, покрытые слоем торфа (толщиной более 30 см). Они характеризуются застойным или слабопроточным увлажнением верхних слоёв почвы. Торф образуется в результате накапливания не полностью разложившегося растительного материала и представляет собой высокопористый водонасыщенный грунт органического происхождения с включением минеральных частиц. Малая прочность болотистых грунтов, их чрезвычайно высокая сжимаемость и способность к большим остаточным и упругим деформациям осложняют конструирование и расчет земляного полотна на болоте.

Насыпи на болотах проектируются, как правило, из дренирующих гравелистых, песчаных или супесчаных грунтов. Все насыпи на болотах должны быть отсыпаны с запасом на осадку, которую устанавливают расчетом. Высота насыпи над поверхностью болота после полной её осадки должна отвечать нормативным требованиям.

На лесовозных дорогах широко практикуют постройку земляного полотна не менее чем за год до возведения дорожной одежды. Методика расчета величины осадки насыпи (табл. 5) приведена ниже.

Площадь просевшей части насыпи зависит от глубины болота. Для определения площадей просевшей части насыпи рассчитываем на ЭВМ, где входами являются следующие данные: тип залежи, ширина земляного полотна, ширина проезжей части, высота насыпи, глубина болота.

Дополнительный объем земляных работ за счет осадки торфа

 м³

Объем земляных работ на уширение земляного полотна на кривых

Колеса автомобиля при движении на криволинейном участке описывают кривые разных Радиусов: заднее внутреннее колесо катится по кривой самого малого радиуса, а переднее наружное - наибольшего. Вследствие этого ширина полосы, занимаемой им на дороге, увеличивается и появляется необходимость уширения дорожной одежды с внутренней стороны кривой. Дополнительный объем работ на кривых считаем по формуле:

, (56)

где F - площадь поперечного сечения, м²,

, (57)

L - длина кривой (см. табл. 1);

е - величина уширения проезжей части.

Уширение земляного полотна на кривых принимается по СНиП-2.05.07-91 «Промышленный транспорт» в зависимости от радиуса круговой кривой R и длины хлыстов.

Компенсация растительного слоя

Растительный слой должен быть удален с поверхности карьеров и резервов, в пределах которых разрабатывается грунт для земляного полотна, в местах нарезания уступов, а также в основаниях насыпей высотой менее 0,50 м и поперечном уклоне местности круче чем 1:10. Работы обычно выполняет бригада по строительству земляного полотна, так как используется те же землеройные машины: бульдозеры и скреперы. Иногда эти работы выполняются и отдельным звеном.

На строительстве лесовозных дорог полоса редко превышает 40 м. Поэтому в большинстве случаев растительный слой срезается поперечными проходами бульдозера. Поэтому отвал машины для избежания потерь грунта перемещается с перекрытием 0,25…0,30 м в сторону очищенной поверхности. При ширине срезки меньше 25 м бульдозер делает проходы от границы до границы. Если полоса снятия растительного слоя шире, то срезку начинают от оси дороги и растительный грунт перемещают и укладывают на две стороны. Растительный грунт собирают в валки, а затем в кучи и в дальнейшем используют для отделочных и укрепительных работ.

Компенсация растительного слоя дает возможность компенсировать недостающий объем работ в насыпях.

Таким образом, в насыпях объем работ будет увеличиваться, а в выемках - уменьшиться.

Растительный слой снимается на насыпях до 0.5 м и на всех выемках.

Ширина снятия растительного слоя определяется по формуле, м

, (58)

где m − коэффициент заложения откоса, m=3;

− средняя рабочая отметка, м.

− ширина резерва, м,

, (59)

где  − глубина резерва,  м.

Площадь снятия растительного слоя

, (60)

где − ширина снятия растительного слоя, м;

 − длина участка, м.

Объем снятия растительного слоя

, (61)

где S − площадь снятия растительного слоя, м²;

− толщина снятия растительного слоя, м,  м. Принимаем  м.

Компенсация растительного слоя суммируется в насыпях и вычитается в выемках.

Дополнительные объемы земляных работ на компенсацию растительного слоя сводим в таблицу.

Дополнительный объем на компенсацию растительного слоя

 м³

6. Организация строительства

6.1 Организация строительства земляного полотна

6.1.1 Выбор способа производства земляных работ

Анализ почвенно-грунтовых, рельефных условий и конструкции земляного полотна на участках пути. Обоснование с этих позиций вариантов средств механизации

- Насыпи до 1,5 м должны возводиться продольным перемещением грунта из бокового резерва в насыпь. Ведущая машина: бульдозер ДЗ-18, вспомогательные: бульдозер ДЗ-18, каток ДУ-39А+Т-100.

Выемки до 0,8 м разрабатываются продольным перемещением грунта из выемки в отвал(кавальер). Ведущая машина бульдозер ДЗ-18, вспомогательная бульдозер ДЗ-18.

Выемки более 0,8 м разрабатываются продольным перемещением грунта в соседнюю насыпь. При дальности вывозки до 100 м ведущая машина бульдозер ДЗ-18, вспомогательные: ДЗ-18, ДЗ-39А+Т-100.

На болоте продольное перемещение грунта из карьера в насыпь автовозкой. Ведущая машина экскаватор Э-4121А, вспомогательные: автосамосвал КамАЗ-5511, ДЗ-18, ДЗ-39А+Т-100.

Насыпи свыше 1,5 м автовозка из карьера, как на болоте.

При производстве земляных работ необходимо для каждого участка трассы отдельно или для группы участков с однородными условиями назначить возможные варианты применения ведущих машин.

6.1.2 Размеры резервов и дальность поперечного перемещения грунта

При возведении земляного полотна поперечным перемещением грунта из резерва в насыпь, дальность перемещения грунта и размер резерва определяют из условия равенства площади поперечного сечения насыпи и площади поперечного сечения резерва:

. (62)

Коэффициент заложения откоса резерва .

Коэффициент заложения откоса насыпи .

Глубина резерва во всех случаях задается в пределах 0,8…1,0 м.

Принимаем  м.

Площадь поперечного сечения насыпи

. (63)

Площадь поперечного сечения резерва

, (64)

где − ширина резерва, м.

Приравниваем  и , и выражаем ширину резерва

, (65)

где  − коэффициент уплотнения,

Расстояние перемещения грунта из бокового резерва в насыпь

. (66)

Рассчитываем  и L при м, м, м.

При  м  м,

 м.

При  м  м,

 м.

При  м  м  м.

Коэффициент заложения откоса резерва .

Коэффициент заложения откоса насыпи .

Площадь поперечного сечения насыпи

. (67)

Площадь поперечного сечения резерва

. (68)

Приравниваем  и , и выражаем ширину резерва

, (69)

Расстояние перемещения грунта из бокового резерва в насыпь

. (70)

Рассчитываем  и L при м, м, м.

При  м  м,  м.

При  м  м,  м.

При  м  м,

 м.

6.1.3 Перемещение грунта из выемки в кавальер

При перемещении грунта из выемки в кавальер ширина кавальера поверху и среднее расстояние перемещения грунта из выемки в кавальер определяется из условия равенства площади поперечного сечения выемки, с учетом соответствующего коэффициента разрыхления , и площади поперечного сечения кавальера.

, (71)

Площадь поперечного сечения выемки

, (72)

где ;

;

;

,

где  - ширину кювета по дну,  м;

 - глубина кювета,  м.

Площадь поперечного сечения кавальера

, (73)

 - высота кавальера,  м;

 - ширина кавальера,

, (74)

 - коэффициент заложения откосов кавальера, .

Дальность перемещения грунта

, (75)

- коэффициент заложения откосов в выемке, ;

- расстояние от бровки выемки до подошвы кавальера, м.

Кавальеры ограничиваются сверху плоскостью с уклоном 20 ‰ в сторону от земляного полотна, с боковыми откосами 1:1.

Рассчитываем  и  при м, м, м.

При  м  м,  м.

При  м м, м.

При  м м, м.

6.2 Продольные перемещения грунта из выемки в соседнюю насыпь

Для определения среднего расстояния перемещения грунта из выемки в насыпь строим кривые объемов на основе сводной ведомости объемов земляных работ. При этом отчет начинаем с верхней точки нулевых работ.

Кривая объемов 1

Кривая объемов 2

Кривая объемов 3

Определим среднее расстояние перемещение грунта бульдозером из выемки в насыпь для первой кривой и расстояние перемещения грунта экскаватором из выемки в насыпь для второй и третьей кривой,

, (76)

где  - общая площадь фигуры, м²,

=40212,5;

=726934,5;

 - максимальное значение ординаты кривой, м³.

=541,8

=2431,0

=3889,6

 = 74,22 м

 = 178,30 м

 = 187,00 м.

6.3 Перемещение грунта из сосредоточенного резерва в насыпь

Дальность перемещения грунта

. (77)

где − расстояние перемещения грунта в поперечном направлении, м,

, (78)

− расстояние перемещения грунта в продольном направлении, м,

, (79)

L − длина насыпи, возводимая из сосредоточенного резерва.

Ширина сосредоточенного резерва, м,

. (80)

, (81)

, (82)

. (83)

Труба №1 (ПК19). Участок, расположенный до трубы ПК18+80-ПК19, рабочие отметки на участке: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Аналогично рассмотрим участок, расположенный после трубы ПК19-ПК20. Рабочие отметки: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Труба №2 (ПК30). Участок, расположенный до трубы ПК30+60-ПК31, рабочие отметки на участке: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Аналогично рассмотрим участок, расположенный после трубы ПК31-ПК31+60. Рабочие отметки: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Список источников

1. «Таблицы площадей просевшей части насыпи на болотах». В.И. Жабин, В.В. Щелкунов

. «Транспортные системы пути и перевозки лесопродукции». Том 2 - Лесовозные дороги. Павлов Ф.А. / Архангельск, 2001 г.

. СНиП 2.05.07 - 91. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ТРАНСПОРТ. - М., 1992. - 115 с.

«Проектирование, строительство и эксплуатация лесовозных дорог». Б.А. Ильин, Б.И. Кувалдин - М., 1982. - 384 с.

. А.Н. Понизовкин, Ю.М. Власко, М.Б. Ляликов и др. «Краткий автомобильный справочник» - М.: АО «Транскосалтинг», НИИАТ, 1994.

. ЕНиР Сборник Е 2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные работы. ГОСстрой СССР - М.:Стройиздат, 1988 г.

. ЕниР Сборник Е 17. Строительство автомобильных дорог.