Строительство земляного полотна автомобильной дороги

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м3,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

 - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,56 часа; = м3/ч

=53,7 м3/ч грунта

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

·                   Длина отвала b,м: 3,94

·                   Высота отвала h, м: 1,4

·                   Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м3/ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м3:

 м3

tц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

 равно полуширине газона

м

, ч

 ч

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

 м3/ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м3/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м3;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м3,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

 - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,57 часа; = м3/ч

=74,76 м3/ч грунта

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность:

 м3/см

Находим приращение:

Операция №11:  Уплотнение грунта на газоне и разделительной полосе.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

 м3/см

где - объем грунта насыпи из местного грунта, (будет распределен на участке длиной 1665,5 м, шириной  (2*8+6) м; глубину уплотнения  примем 0,15 м) который подлежит уплотнению,

м3,

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 12,0;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где  b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =8 (данные о количестве проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

48,93 м3/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 8,0;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м3/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 8,8т;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

117,34м3/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

 м3/см

Находим приращение:

Операция №:12: Профилирование поперечного профиля в красных линиях.

Исходя из директивных сроков строительства, определяем минимальный сменный объем:

Определяем минимальный сменный объем работ для данной операции:

, м2/см

Где  - площадь профилируемой поверхности, при длине улицы 2000м и ширине 53,5м,   = 107000 м2, так как создать поперечный профиль, обеспечивающий требуемый уклон для отвода воды, необходимо по всей длине улицы на каждом ее элементе.

Для получения возможности провести оптимизацию в программе «Оптима», необходимо привести объем работ от квадратных метров к кубическим.

Рабочий орган автогрейдера при профилировании заглубляется в слой материала на  = 0,1 - 0,15м, исходя из этого, вносим коррективы в минимальный сменный объем работ:

, м3/см

Для расчета выбираем 3 автогрейдера средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Автогрейдер ДЗ-80 обладающий следующими характеристиками:

·                   Длина отвала b, м: 3,04 м

·                   Высота отвала h, м: 0,5 м

·                   Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании – 4,8; при профилировании – 10,0;

Производительность автогрейдера при профилировании поверхности:

, м2/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки  (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м2/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м3/ч

2) Автогрейдер  ДЗ-180А, обладающий следующими характеристиками:

·                   Длина отвала b, м: 3,74;

·                   Высота отвала h, м: 0,62;

·                   Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м2/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки  (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м2/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м3/ч

3) Автогрейдер  ДЗ-98В, обладающий следующими характеристиками:

·                   Длина отвала b, м:4,27;

·                   Высота отвала h, м: 0,71;

·                   Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м2/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки  (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м2/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м3/ч

Находим максимальный сменный объем для автогрейдера ДЗ-98В, имеющего самую большую производительность:

 м3/см

Находим приращение:

Операция №13: Доуплотнение грунта земляного полотна. Заключительная для данного этапа строительства операция, проводится по всей ширине улицы.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

 м3/см

где - объем грунта насыпи, который подлежит уплотнению: по всей длине улицы - 2000м, на всю ее ширину –53,5м и на глубину =0,15

м3

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 12,0;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где  b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =6 (при доуплотнении  необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

62,25 м3/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 8,0;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м3/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·                   Масса, т: 8,8т;

·                   Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·                   Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·                   Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

157,15м3/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

м3/см

Находим приращение:

3.4 Оптимизация сменных объемов работ на ЭВМ

Подготовка данных для расчета на ЭВМ

Теперь необходимо распределить операции по этапам и выбрать отряд машин для каждого:

1-й этап: Снятие и транспортировка растительного грунта.

1.                Срез и перемещение растительного грунта за красные линии

2.                Погрузка растительного грунта в автомобили-самосвалы

3.                Транспортировка растительного грунта на место складирования.

Ведущая машина-бульдозер

2-й этап: Возведение насыпи из привозного грунта.

1.                Доуплотнение основания после снятия растительного грунта

2.                Разработка грунта в карьере экскаваторами*

3.                Транспортировка грунта автомобилем-самосвалом *

4.                Разравнивание грунта бульдозером, возведение насыпи*

5.                Уплотнение грунта насыпи*

Ведущая машина-экскаватор

3-й этап: Возведение насыпи из местного грунта.

1.                Доуплотнение основания после снятия растительного грунта

2.                Разработка корыта бульдозером**

3.                Перемещение и разравнивание грунта на газоне и разделительной полосе**

4.                Уплотнение грунта на газоне и разделительной полосе**

Ведущая машина-бульдозер

4-й этап: Придание требуемого профиля насыпи, доуплотнение.

1.                Профилирование поперечного профиля в красных линиях

2.                Доуплотнение грунта земляного полотна

Ведущая машина-пневмокаток

Из графиков и распечаток оптимизации видно,  что иногда не удается уложить все операции вместе в 8,2 часа. Поэтому следует разработать более точные графики работы, где распределение по времени идет не по захваткам, а, например, по каждой машине в отдельности. Но так как в этой курсовой такой вопрос не ставится, оставим его без ответа.

4. Контроль качества работ

В практике дорожного строительства введено три вида контроля:

·                   Входной контроль (связан с проверкой качества проектно-сметной документации)

Выполняется на начальной стадии строительства строительной организацией, включает в себя контроль строительных материалов лабораторной службой.

Серьезнейшему контролю должен подвергаться песок, как один из основных строительных материалов, у песков определяются:

1.                Коэффициент фильтрации (1 контрольная проба на 500 кубометров)

2.                Модуль упругости

3.                Грансостав

В итоге лаборатория дает заключение, можно использовать данный материал, или нельзя.

·                   Операционный контроль

Это основное звено в системе контроля земляного полотна. Его цель являются повышения качества сооружения зем. полотна, предупреждение брака, обнаружение и исправление дефектов, а также повышение личной ответственнгости исполнителей за выполненные работы. Ход строительных работ выполняется подрядной организацией (осуществление возлагают на производителей работ и дорожных мастеров с привлечением при необходимости строительной лаборатории и геодезической службы). Плотность и однородность грунтов контролируют в процессе производства земляных работ, пользуясь простейшими приборами операционного контроля, в частности различными пенетрометрами и зондами, а также радиоизотопными или электронными приборами, причем образцы грунта  для определения их плотности, влажности и однородности отбирают с учетом коэффициента вариации  и соответствующего уровня надежности a. При производстве земляных работ разрешается пробное уплотнение, когда задана технология работ со строгим соблюдением действующих требований к плотности, влажности и однородности грунтов. В этом случае число измерений может быть существенно уменьшено.

Контролю подвергаются:

1.                Геометрический профиль (поперечный уклон, отметки, ширина от оси до бровки земляного полотна)

2.                Физико-химический контроль (коэффициент уплотнения, влажность грунтов, прочность на разрыв геотекстиля, коэффициент фильтрации)

3.                При укладке трубчатых дрен контролю подвергаются:

·                   Дно ровика

·                   Геометрические параметры ровика

·                   Качество стыков

·                   Плотность песка после засыпки и уплотнения ручными трамбовками

4.  Окончательно уплотненный песчаный слой

·                   Приемочный контроль

К сдаче зем. полотно предъявляется полностью готовым, включая укрепление откосов и полевую часть, в пределах красных линий, приведенную в состояние, удовлетворяющее экологическим требованиям. Промежуточную приемку водоотводных, дренажных, противооползневых и т.п. обычно производят до сдачи зем. полотна. При приемочном контроле проверяется журнал ведения работ, в котором нумеруют все страницы и их количество регистрируют подписью главного инженера, составляется акт на работу и т.д. Приемк у земляного полотна и входящих в комплекс сооружений проводится на основе визуального освидетельствования в натуре, контрольных замеров, исполнительных чертежей, журнала операционного контроля качества зем. работ и спец. журналов наблюдений и лабораторных испытаний. Члены комиссии должны убедиться в качественном исполнении земляных работ строго в соответствии с проектом и действующими нормами.

Кроме того, члены комиссии  проверяют качество уплотнения зем. полотна с учетом его однородности. Следует также убедиться в отсутствии местных просадок грунта, колей и переувлажнения участков. Контрольную проверку выполняют не менее чем в трех местах на каждом километре улицы и дополнительно в местах сопряжения земляного полотна с искусственными сооружениями. Образцы отбираются режущими кольцами. Значение влажности и плотности грунтов определяются в лаборатории стандартными методами.

Более оперативно проводят испытания при помощи операционных методов без отбора образцов. Так, в процессе приемки допускается пользование приборами операционного контроля земляных работ.

При испытании особенное внимание следует обратить на приборы, которыми выполняется контроль:

·                   Режущее кольцо

С его помощью из грунтовой толщи выбирается грунт без нарушения его структуры, и проводятся испытания стандартными способами

Коэффициент уплотнения грунта, который в верхних слоя должен быть наиболее высоким (порядка 1,0 – 0,95), определяется по формуле:

Максимальная плотность грунта находится с помощью прибора стандартного уплотнения ДОРНИИ.

·                   Плотность различных грунтов также можно определить статическим микрозондом РБ – 110.

Испытания проводятся трехкратно. Результаты испытаний практически не превышают 3% по сравнению с методом стандартного уплотнения ДОРНИИ. Длительность одного испытания составляет 2 мин. Разность отчетов по градуированному графику для данного грунта позволяет в течении секунд установить действительное значение К0.

Недостаток прибора, как и всех пенетрометров, связан с необходимостью иметь на нем шкалу значений К0 для различных грунтовых разностей, чтобы не приходилось на объектах строительства каждый раз градуировать пенетрометры или зонды.

·                   Для определения плотности только песчаных или гравелистых грунтов применяют динамический плотномер Д – 51, состоящий из штока, гири весом 2,5 кг и рукоятки. На площадке не менее 40*40 см измеряют показатель условного динамического сопротивления PД 3 -5 раз. По графику определяют факт. плотность грунта. Средняя относительная ошибка 3%, время испытания – 1,1 мин.

Плотномер динамический универсальный КП-150

·                   Радиоизотопные методы контроля плотности м влажности грунтов

Наибольшее распространение получил поверхностный влагомер-плотномер РВПП-1 для измерения плотности и влажности до глубины 30 см. Значение плотности определяют по изменению интенсивности гамма-излучения при прохождении его через грунт. Значение влажности определяют при помощи нейтронного метода, основанного на замедлении быстрых нейтронов ядрами водорода, содержащимися в воде. Два блока источника совмещены в одном корпусе и экранированы защитным контейнером. Погружение источников нейтронного и гамма-излучения осуществляется при помощи двух ручек. При производстве работ особое значение следует уделять радиационной безопасности.

Схема радиотопных влагомеров-плотномеров грунтов: 1- источник излучения;

2 – защитный экран; 3 – детектор импульсов; 4 – траектория частиц;

Литература:

1.                Ю.М. Горячев, Г.А. Копылов, М.Г. Горячев «Строительство автомобильной дороги». - М.: 2007.

2.                М.Г. Горячев, Лугов С.В «Средства дорожной механизации и расчет производительности». – М.: 2003/

3.                СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР, 1986.

4.                ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. - М, 2001.

5.                Тулаев А.Я., Авсеенко А.А., Малицкий Л.С. Строительство улиц и городских дорог. Ч.1 - М.: Стройиздат, 1987.

6.                Тулаев А.Я. Строительство земляного полотна городских дорог. - М.: Стройиздат,1983.

Страницы: 1, 2, 3, 4