Реконструкция автомобильной дороги

7. Грунт – супесь (Егр=67 МПа)ГОСТ 25584-94.

 

 

 

 

Расчет  по допустимому упругому прогибу  ведем послойно:

 

 

          1)                            E_н/E_в = E^щеб_общ / Е_щ=107,8/450=0,24;

h_щ/D = 12/37 = 0,32;

E_общ / E_в =E^щ_общ / Е_щ = 0,31;

E^щ_общ = 0,31×450= 139,5МПа.

 

 

2)                           E_н/E_в = E^щ_общ / Е_а/бк/з=139,5/2000=0,07;

H_а/бк/з/D = 9/37 = 0,24;

E_общ / E_в =E^а/бк/з_общ / Е_а/бк/з = 0,08;

E^а/бк/з_общ = 0,08×2000= 160МПа.

 

3)                           E_н/E_в = E^а/бк/з_общ / Е_а/бм/з1=160/3200=0,05;

H_а/бм/з1/D = 5/37 = 0,14;

E_общ / E_в =E^а/бм/з1_общ / Е_а/бм/з1 = 0,07;

E^а/бм/з1_общ = 0,07×3200 = 224МПа.

 

4)                           E_н/E_в = E^а/бм/з1_общ / Е_а/бм/з2=224/4400=0,05;

H_а/бм/з2/D = 4/37 = 0,11;

E_общ / E_в =E^а/бм/з2_общ / Е_а/бм/з2 = 0,06;

E^а/бм/з2_общ = 0,06×4400= 264МПа.

 

К_пр=1,0≤_Еобщ /Е_тр.=264/230=1,15 – условие выполняется.

 

4. Технология производства  работ при реконструкции автомобильной  дороги

Этот раздел включает разработку технологических процессов при земляного полотна и дорожной одежды.

В данном проекте используется одностороннее  уширение.  Одностороннее (несимметричное) уширение – уширение, при котором  ось дороги смещена в сторону  от оси старой дороги, а уширение происходит

 

путем досыпки насыпи с одной  стороны.

       Особым случаем является уширение земляного полотна при реконструкции дороги с двумя полосами движения в автомобильную магистраль, когда дорогу II или III категории переводят в дорогу I категории.

       Существующая дорога становится одной из проезжих частей для одностороннего движения, а на месте обочины и боковой канавы устраивается разделительная полоса, которой чаще всего придают вогнутые

очертания. Воду с нее  сбрасывают в пониженные места продольного

профиля. Необходимость  придания проезжей части односкатного поперечного уклона требует значительной досыпки грунта на место устройства разделительной полосы. Земляное полотно  для дополнительной проезжей части  можно возводить из любых грунтов, пригодных для строительства, независимо от грунтов существующей насыпи.

          Важной задачей при уширении земляного полотна является обеспечение надежного сопряжения присыпаемого грунта с грунтом существующего земляного полотна. Для этого при высоте насыпи менее 2 м на откосах бульдозером выполняют рыхление.

         В данном проекте рассматривается разборка существующего дорожного покрытия. Полная разборка существующей дорожной одежды должна обеспечить возможно меньшее перемешивание материалов слоев, чтобы создать возможность более эффективного дальнейшего использования этих материалов. В зависимости от конструкции дорожной одежды и с учетом разнообразия и различной ценности материалов отдельных конструктивных слоев разборку выполняют сразу на всю толщину одежды или послойно. При разборке отдельно измельчают, снимают и вывозят слои асфальтобетона.

  В целях частичной разборки верхнего слоя широко применяют машины для холодного фрезерования покрытия. Основным рабочим органом такой машины является фреза, барабан которой снабжен высокопрочными режущими зубьями. В процессе вращения барабана фрезы срезается слой покрытия на заданную толщину, срезанный фрезой материал грузят транспортером в транспортное средство или отсыпают в отвал.

        Для охлаждения рабочего органа машины его в процессе работы опрыскивают водой. Поверхность, остающаяся после фрезерования, является основанием для нового слоя покрытия. Эта поверхность должна быть параллельна поверхности укладываемого на нее слоя. Машина для холодного фрезерования обеспечивает: необходимую глубину фрезерования; требуемый поперечный уклон; заданный продольный уклон; чистоту кромки фрезерования.

     

Существует значительное количество типоразмеров машин для  холодного фрезерования покрытий шириной 1,3-4,2 м при максимальной глубине фрезерования 150-300 мм.

       Выбор типоразмера холодной фрезы зависит от объема работ и необходимой глубины фрезерования с учетом технико-экономических соображений.

 

 

 

 

4.1. Подсчет объемов дорожно-строительных материалов

 

Объемы дорожно-строительных материалов определяются по формуле:

V = Bср * h * L * К_упл       (м³)             (2)

где: V – объём материала, м³.

    Вср – средняя  ширина слоя, м.

    h – толщина слоя, м.

    L – длина участка, 4600 м.

    К_упл – коэффициент относительного уплотнения.

Перевод объёмов строительных материалов из куб. м. в тонны выполняем  по следующей формуле:

 

m = V * γ    (т)            (3)

где: m – масса материала, т.

   V – объём материала,  м³.

        γ – удельный вес материала, т/м³.

 

 

 

 

Уширяемая часть земляного полотна:

V=(17,07+17,04)/2*1,8*4600*1,05=148276 м³

m=148276 *1.75=259483 т

 

Песок для отсыпки  подстилающего слоя на уширении:

V=17,04*0,25*4600*1,1=21556 м³

m=21556 *1.6=34490 т

Щебень М-600 на уширение:

V=(10,25+10,55)/2*0,15*4600*1,3=9329 м³

m=9329*1.8=16792 т

 

Дополнительный выравнивающий слой из щебня М-800:

V=(9,85+10,9)/2*2*0,12*4600*1,2=13745 м³

m=13745 *2,0=27490 т

 

Песок для отсыпки  обочин:

V=2,5*0,27*4600*1,1=3415,5 м³

m=3415,5 *1.6=5465 т

 

 Щебень для укрепления обочин:

V=2,25*2*0,18*4600*1,3=4844 м³

m=4844 *1,8=8719 т

 

Крупнозернистый асфальтобетон(БНД 60/90):

V=9,25*0,09*2*4600*1,20=9191 м³

m =9191*2,3=21139 т

 

Мелкозернистый  асфальтобетон(БНД60\90):

V=9,25*2*0,05*4600*1,25=5319 м³

m=5319*2,4=12766 т

 

Мелкозернистый  асфальтобетон(БНД40\60):

V=9,25*2*0,04*4600*1,25=4255 м³

m=4255*2.4=10212 т

 

Отсыпка песка  на разделительную полосу:

V=4,00*0,52*4600*1.1=5720 м³

m=5720*1,6=9152 т

 

Отсыпка грунта на разделительную полосу:

V=3,00*0,18*4600*1,05=2608 м³

m=2608*1,75=4564 т

 

Снятие растительного слоя:

V=(2,7+18,07)*0,20*4600*1,05=20064 м³

m=20064 *1,75=35112 т

 

 

Надвижка растительного слоя:

V=5.25*0,20*4600*1,05=5071 м³

m=5071 *1,75=8874 т

 

Битум с расходом 0,7 л/м²:

S=2*9,25*4600=85100 м²

59570 литров на 85100 м²

m=85100 *0,001=85,1 т

 

Гранулят:

V=2*2,25*4600*0,18=3726м³

m=3726*2,0=7452т                                    

 

 

 

 

 

 

 

                                                           

     Таблица 3

Материалы	Единица измерения	Количество на всю трассу	Количество  на захватку
Снятие растительного  слоя	м3	35112	3053
Грунт земляного полотна	м3/т	148276/259483	12885,1/22549,1
Песок	м3/т	21556/34490	1873,2/2997,2
Песок на обочины	м3/т	3415,5/5465	296,8/474,9
Фракционный щебень М600	м3/т	9329 /16792	810,7/1459,2
Дополнительный выравнивающий  слой щебня М800	м3/т	13745/27490	1194,4/2388,8
щебень для обочин	м3/т	4844/8719	420,9/757,7
Крупнозернистый асфальтобетон БНД 60/90	м3/т	9191/21139	798,7/1836,9
Мелкозернистый асфальтобетон, БНД 60/90	м3/т	5319 /12766	462,2/1109,3
Мелкозернистый асфальтобетон, БНД 40/60	м3/т	4255/10212	369,7/887,4
Песок на разделительную полосу	м3/т	5720/9152	497,1/795,3
Грунт на разделительную полосу	м3/т	2608 /4564	226,6/396,6
Надвижка растительного  слоя	м3/т	5071/8874	440,7/771,1
Розлив битума 0,7 л/м2	м3/т	85,1/85,1	7,39/7,39
Гранулят	м3/т	3726/7452	324/648

 

 

 

 

 

4.2. Определение длины сменной захватки

 

Длина сменной захватки определяется по производительности ведущего механизма. Темпом  (скоростью потока) называют объем работ, выполняемый в единицу времени. Скорость потока характеризуется производительностью механизированного отряда и определяет величину других параметров. Скорость потока определяется в зависимости от производительности ведущей техники данного потока. В нашем случае таковыми является экскаватор, ведущий работы по разработке грунта в карьере. Для определения скорости потока необходимо рассчитать сменную производительность этого механизма:

Производительность  экскаватора Hitachi zx 850LC-3:

     ,  м³/см                                               (4)

        

 

  где:   Т=7 ч – продолжительность смены,  ч;

V_э=3 м³ – объём ковша, м³;

К_н=0.95 – коэффициент наполнения ковша;

К_в=0.85 – коэффициент использования времени;

t_ц= 12 c – продолжительность рабочего цикла, с;

К_р=0,87 – коэффициент разрыхления грунта;

 м³/см        

Количество  необходимых смен для выполнения работы заданного объема:

                                                                     (5)

  где:   V- объем земляных работ 148276 по возведению зем.полотна, м³

- производительность экскаватора  Hitachi zx 850LC-3 в смену,м³/см

  Длина захватки  определяется:                              (6)

  где: L- длина всего реконструируемого участка дороги, м

N- количество смен необходимых смен для выполнения работы заданного объема, см

Сменная производительность асфальтоукладчика Vogele Super 1800: 

Укладка крупнозернистого асфальтобетона БНД 60/90:

  П_с=250*7=1750т /см

 

Укладка мелкозернистого  асфальтобетона БНД 60/90:

  П_с=250*7=1750т /см

 

Укладка мелкозернистого  асфальтобетона БНД 40/60:

  П_с=250*7=1750т /см

 

 

 

Сменная производительность дорожной фрезы Wirtgen SF60:

Окончательно принимаем длину захватки 400 м.

 

4.3. Определение  производительности автомобилей-самосвалов  при подвозе материалов для  реконструкции автомобильной дороги

 

П=(Т*q*К_с*К_п)/(2l/V+t)                          (6)

 

  где: Т - продолжительность смены, Т =7ч.

            q - грузоподъемность самосвала (с прицепом), т

            К_с- коэффициент использования самосвала, К_с =0,85

            К_п - коэффициент накопления самосвала, К_п = 0,95

            l - средняя дальность возки, км

            V - средняя скорость движения, км/ч

            t - среднее время простоев под загрузкой, разгрузкой и маневрированием, ч

 

Расчет 1: Производительность при перевозке грунта автосамосвалами с прицепом Volvo FMx  грузоподъемностью 40 т; дальности возки l=6,2:

 

П=(7*40*0,85*0,95)/((2*6,2/40)+0,32)=358,9 т/см

 

Расчет 2: Производительность при перевозке песка автосамосвалами с прицепом  Volvo FMx  грузоподъемностью 40 т; l=4,3 .

 

П=(7*40*0,95*0,85)/((2*4,3/40)+0,32)=422,6 т/см

 

Расчет 3: Производительность при перевозке щебня М-600 автосамосвалом с прицепом Volvo FMx  грузоподъемностью 40 т; ; l=5,2.

 

П=(7*40*0,95*0,85)/((2*5,2/40)+0,32)=389,8 т/см

 

Расчет 4: Производительность при перевозке щебня с гранулятом автосамосвалами КамАЗ 5520 грузоподъемностью 20т; l=4,5.

 

П=(7*20*0,95*0,85)/((2*4,5/40)+0,32)=207,4 т/см

 

 

Расчет 5: Производительность при перевозке дополнительного выравнивающего щебня М-800 автосамосвалами с прицепом Volvo FMx грузоподъемностью 40 т, l=4,5.

 

П=(7*40*0,95*0,85)/((2*4,5/40)+0,32)= 414,9т/см

 

 

 

Расчет 6: Производительность при перевозке асфальтобетона автосамосвалами КамАЗ 55111 грузоподъемностью 13т; l=4,5.

 

П=(7*13*0,95*0,85)/((2*4,5/40)+0,32)=134,8 т/см

Расчет 7 : Наполнение и подвоз воды поливомоечной машиной ПММ-130Б.

 

П=(7*6*0,95*0,85)/((2*4,5/40)+0,66)=38 т/см

 

Расчет 8 : Производительность при перевозке песка на обочину автосамосвалами КамАЗ 6520 грузоподъёмностью 20 т, l=4,3.

 

П=(7*20*0,95*0,85)/((2*4,3/40)+0,32)=211,3 т/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4 Технологическая карта реконструкции дороги

из III в Ia категорию.

 

№ захватки	№ процесса	Источник обоснования норм	Описание рабочих процессов  в порядке их технологической  последовательности с расчетом объемов работ	Единица измерения	Количество на захватку	Норма времени и  состав звена	Сменная производительность машин	Необходимое количество машиносмен
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Возведение  нового земляного полотна со стороны  уширения
1	1	ГЭСН    01-01-032-5	Снятие растительного грунта с  откосов насыпи и со стороны уширения земляного полотна бульдозером  Komatsu D-155A	1000м3	3053/1000=3,05	2,59 маш. 6р	3,09	0.98
	2	ГЭСН 01-02-032-4	Рыхление откосов насыпи бульдозером рыхлителем Komatsu D-155A	1000м3	880/1000= 0,88	1,21 Маш. 6р	5,79	0,15
	3	ГЭСН  01-02-003-13	Подкатка основания под насыпь пневмокатком Hamm 3205 при 5 проходах по одному следу.	1000м3	1185,9/  1000=1,185	2,03*5=10,15 Маш. 6р	0,79	1,5
2	4	Расчет	Разработка грунта в карьере  экскаваторами Hitachi zx 850LC-3 с погрузкой в автосамосвалы.	м3	12885,1	Маш. 6р	5848	2,2
	5	Расчет	Подвоз грунта автосамосвалами с прицепом Volvo FMx для отсыпки земляного полотна  высотой 1,8 м.	т	22549,1	водитель	358,9	62.2
	6	ГЭСН 01-01-024-2	Послойное разравнивание грунта земляного полотна бульдозером Komatsu D-155A	1000м3	12,88	1,63 Маш. 6р	4,91	2.62
	7	ГЭСН  01-02-003-17	Послойное уплотнение грунта земляного  пневмокатком Hamm 3205 при 5 проходах по одному следу.	1000м3	12,88	1,01*5=5,05 Маш. 6р	1,58	8,15
3	8	Расчет	Подвоз песка автосамосвалами  с прицепом Volvo FMx для досыпки дренирующего слоя h=0,25м	т	2997,2	водитель	422,6	7,1
	9	ГЭСН 27-04-001-1	Разравнивание нижнего слоя  основания  из песка h=0.25 автогрейдером Cat 140H	100м3	1873,2 /100=18,7	1,77 Маш. 6р	4,52	4,14
	10	ГЭСН 27-04-001-1	Увлажнение слоя песка h=0,25м  поливомоечной машиной	100м3	18,7	0,74 Маш. 6р	10,81	1,73
	11	ГЭСН 27-04-001-1	Уплотнение нижнего слоя  основания  из песка h=0,25 м катком Hamm GRW18 за 15 проходов по  1 следу	100м3	18,7	7,08 Маш. 6р	1,13	16,5
4	12	Расчёт	Подвоз щебня М-600 слоем h=0.15  автосамосвалами с прицепом Volvo FMx	т	1459,2	водитель	389,8	3.74
	13	ГЭСН 27-04-005-3	Разравнивание щебня М-600,   h=0.15 автогрейдером Cat 140H	1000м2	4120/1000=4,12	0,41 Маш. 6р	19,51	0,21
	14	ГЭСН 27-04-005-3	Увлажнение слоя щебня М-600 h=0.15м поливомоечной машиной	1000м2	4,12	2,96 Маш. 6р	2,7	1.52
	15	ГЭСН 27-04-005-3	Уплотнение слоя  основания из щебня М-600 h=0.15 м пневмоколесным катком Hamm GRW18 15 проходов по  1 следу	1000м2	4,12	16.64 Маш. 6р	0,48	8,59
5	16	Расчёт	Подвоз дополнительного слоя щебня  М-800, h=0,12,  автосамосвалом с прицепом Volvo FMx	т	2388,8	водитель	414,9	5.76
	17	ГЭСН 27-04-005-2	Разравнивание щебня М-800 h=0,12 автогрейдером Cat 140H	1000м2	3940/1000=3,94	1,82 Маш. 6р	4,39	0,89
	18	ГЭСН 27-04-005-2	Увлажнение слоя щебня  h=0,12м  поливомоечной машиной	1000м2	3.94	2,96 Маш. 6р	2,7	1,35
	19	ГЭСН 27-04-005-2	Уплотнение слоя  основания из щебня h=0.12 м вибрационным катком Hamm GRW18 15 проходов по  1 следу	1000м2	3.94	27,25 Маш. 6р	0,29	12.62
Реконструкция существующей дорожной одежды
6	20	ГЭСН 27-03-008-2	Удаления слоя щебня с обочины  автогрейдером  Cat 140H	100м3	74,25/100=0,7425	1,94 Маш. 6р	4,12	0,18
	21	ГЭСН 27-03-009-4	Фрезерование слоёв старого покрытия дорожной одежды фрезой Wirtgen SF 60	100м2	32	0,91 Маш. 6р	8,79	3,64
	22	Расчет	Увоз слоев старого покрытия на АБЗ автосамосвалом КАМАЗ 55111	т	704	водитель	207,4	3,39
7	23	Расчёт	Подвоз щебня М-800 для выравнивающего слоя h=0,12 автосмосвалом с прицепом Volvo FMx	т	2388,8	водитель	414,9	5,76
	24	ГЭСН 27-04-001-4	Разравнивание щебня М-800,  h=0,12 автогрейдером Cat 140H	100м3	11,94	2,3 Маш. 6р	3,48	3,43
	25	ГЭСН 27-04-001-4	Увлажнение слоя щебня  h=0,12м  поливомоечной машиной	100м3	11,94	1,04 Маш. 6р	7,69	1,55
	26	ГЭСН  27-04-001-4	Уплотнение слоя  основания из щебня h=0.12 м вибрационным катком Hamm GRW18   15 проходов по  1 следу	100м3	11,94	12,21 Маш. 6р	0,65	18,4
8	27	ГЭСН 27-06-026-1	Розлив битума с расходом 0,7 л/ м2	т	7,39	0,33 Маш. 6р	24,24	0,3
			28	Расчет	Подвоз крупнозернистой асфальтобетонной смеси автосамосвалами  КАМАЗ 55111, с выгрузкой в асфальтоукладчик.	т	1836,9	водитель	134,8	13,6
			29	ГЭСН 27-06-020-6	Устройство нижнего слоя покрытия из пористой крупнозернистой смеси слоем 9 см  асфальтоукладчиком Vogele Super 1800	1000м2	7400/1000=7,4	3,19 Маш. 6р	2,51	2,94
	30	ГЭСН 27-06-020-6	Уплотнение нижнего слоя покрытия из пористой крупнозернистой смеси  вибрационным гладковальцовым катком Bomag BW-141 4 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
	31	ГЭСН 27-06-020-6	Уплотнение нижнего слоя покрытия из пористой крупнозернистой смеси  пневмокатком Bomag BW-16R 15 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
9	32	Расчет	Подвоз мелкозернистой плотной  асфальтобетонной смеси, БНД 60-90 автосамосвалами  КАМАЗ 55111, с выгрузкой в асфальтоукладчик.	т	1109,3	водитель	134,8	8,23
	33	ГЭСН 27-06-020-1	Устройство верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  слоем 5 см  асфальтоукладчиком Vogele Super 1800	1000м2	7,4	3,19 Маш. 6р	2,51	2,94
	34	ГЭСН 27-06-020-1	Уплотнение верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  вибрационным гладковальцовым катком Bomag BW-141 5 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
	35	ГЭСН 27-06-020-1	Уплотнение верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  пневмокатком Bomag BW-16R 15 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
10	36	Расчёт	Подвоз мелкозернистой плотной  асфальтобетонной смеси, БНД 40-60 автосамосвалами КАМАЗ 55111, с выгрузкой в асфальтоукладчик.	т	887,4	водитель	134,8	6,58
	37	ГЭСН 27-06-020-1	Устройство верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  слоем 4 см  асфальтоукладчиком Vogele Super 1800	1000м2	7,4	3,19 Маш. 6р	2,51	2,94
	38	ГЭСН 27-06-020-1	Уплотнение верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  вибрационным гладковальцовым катком       Bomag BW-141 5 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
	39	ГЭСН 27-06-020-1	Уплотнение верхнего слоя покрытия из плотной мелкозернистой смеси  пневмокатком Bomag BW-16R 15 проходов по  1 следу	1000м2	7,4	3,96 Маш. 6р	2,02	3,66
11	40	Расчет	Подвоз щебня с автосамосвалами  для обочин h=0,18м Камаз-6520	т	757,7	водитель	204,7	3,7
	41	ГЭСН 27-08-001-11	Разравнивание слоя  обочин из щебня  h=0,18 автогрейдером Cat 140H	1000м2	1,8	3,58 Маш. 6р	2,23	0,8
	42	ГЭСН 27-08-001-11	Увлажнение слоя щебня h=0.18м поливомоечной машиной	1000м2	1,8	3,73 Маш. 6р	2,14	0,84
	43	ГЭСН 27-08-001-11	Уплотнение обочины из щебня с  h=0.18 м вибрационным катком Bomag BV-144 проходов по 1 следу	1000м2	1,8	10,6 Маш. 6р	0,75	2,4
12	44	ГЭСН 01-01-032-5	Надвижка растительного слоя на откосы насыпи бульдозером Komatsu D-155A	1000м3	440,7 /1000= 0,44	2,59 Маш. 6р	3,09	0,14
	45	ГЭСН 01-02-042-1	Укрепление  откоса насыпи гидропосевом трав поливомоечной машиной	1000м2	2100/1000=2,1	2,06 Маш. 6р	3,88	0,54
	46	ГЭСН 01-01-032-5	Разработка и перемещение плодородного грунта из резерва для устройства на раздельной полосе бульдозером  Komatsu D-155A	1000м3	440,7/1000=0,44	2,59 Маш. 6р	3,09	0,14
	47	ГЭСН 01-01-108-3	Планировка грунта на разделительной полосе автогрейдером  Cat 140H	1000м2	1200/1000=1,2	0,50 Маш. 6р	16	0,08
	48	ГЭСН 01-02-042-1	Посев трав на разделительной полосе поливомоечной машиной	1000м2	1200/1000=1,2	2,06 Маш. 6р	3,88	0,31