Эксплуатация автомобильных дорог

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАЗАХСКАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

имени М.ТЫНЫШПАЕВА

 

КАФЕДРА                Строительство транспортных сооружений

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

 

ТЕМА     Эксплуатация автомобильных дорог

 

По дисциплине    Эксплуатация автомобильных дорог

 

 

 

                                                            ПРОВЕРИЛА:

                                                            ВЫПОЛНИЛ

                                                            СТУДЕНТ:___________________

                                                            ГРУППА:          

 

 

 

АЛМАТЫ 2008

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахская академия транспорта и коммуникаций

им. М.Тынышпаева

 

Кафедра        Строительство транспортных сооружений

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта по дисциплине:

Эксплуатация автомобильных дорог

 

Выдано студенту    ____________  группы 

 

Исходные данные:

По разделу1:

1. Длина эксплуатационного участка:   2940           м.
2. Интенсивность движения транспортного потока:   4000        авт./сут.
3. Коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения: q = 1,05.
4. Ведомость деформации и разрушений.

По разделу 2:

а/б мелкозернистый                          5 см.

а/б крупнозернистый                        7 см.

ГПС укрепленная                            20 см.

ГПС                                                    25 см.

   

По разделу 3:

1. Затраты на средний ремонт_____________________тыс.тг.
2. Затраты на капитальный ремонт_________________тыс.тг.
3. Затраты на текущий ремонт_____________________тыс.тг.
4. Удельный вес в составе потока грузовых автомобилей_______

____________________________________

Ведомость дефектов и разрушений на участке дороги

 

№ п/п	Наименование дефектов	По всей дороге
		0-1 км.	1-2 км.	2-3 км.
1. Покрытие
1	Трещины, м	20	45	40
2	Разрушение кромки,м	30	20	50
3	Выбоины,м	40	28	62
2. Земляное полотно и водоотводные  сооружения
1	Размывы обочин	25	48	42
2	Ямочность на обочинах	28	35	28
3	Застой воды в резерве	35	20	25
4	Застой воды у водопропускной трубы	-	100	-
3. Дорожное устройство и обстановка
1	Наличие дорожных знаков	80	150	80
2	Не обеспечена видимость	10	60	60
3	Отсутствие разметки на проезжей части	15	35	20
4	Загрязнение у трубы ориентировочных столбиков	-	-	16
5	Поврежден павильон у автобусной остановки и подъезд к нему	-	-	-
4. Озеленение и защитные устройства
1	Отсутствие ухода за защитными насаждениями	15	35	80
2	Не заменены засохшие деревья	13	45	-
5. Здания и сооружения дорожной  службы
1	Здание ДЭУ имеет неприятный вид, территория замусорена	40	-	-
6. Охрана окружающей среды
1	Загрязнение полосы отвода	15	5	8
2	Обвалы грунта в резерве	13	15	17
3	Погибли деревья на участке	19	21	23

 

 

_______________________________________________________

 

Содержание

 

	Введение.	5
1.	Характеристика транспортно-эксплуатационных показателей эксплуатируемого участка автомобильной дороги. Оценка качества и уровня его содержания.	6
1.1	Визуальная оценка технического и эксплуатационного состояния дороги.	6
1.2	Определение итогового коэффициента изменения расчётной обеспеченной скорости.	11
1.3	Определение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги.	12
1.4	Определение показателя качества автомобильной дороги.	13
2.	Текущий ремонт и содержание автомобильной дороги.	14
2.1	Средний ремонт.	16
2.2	Капитальный ремонт.	19
3.	Оценка эффективности дорожно-ремонтных мероприятий.	25
3.1	Оценка эффективности текущего ремонта и содержания.	27
3.2	Оценка эффективности среднего ремонта.	28
3.3	Оценка эффективности капитального ремонта.	30
4.	Список использованной литературы.	31

 

 

Введение

 

Основная задача ремонтной службы – осуществление комплекса работ по ремонту и содержанию дорог и сооружений на них, обеспечивающих необходимые требования к транспортно-эксплуатационным показателям дорог.

Решение задач ремонта направленного на поддержание и повышение технического уровня дорог в соответствии с ростом интенсивности движения транспортного потока, изменением осевых нагрузок, что в итоге сказывается на повышении работы автотранспорта и снижение себестоимости перевозок грузов и пассажиров.

 Для обеспечения круглогодичного, бесперебойного, безопасного и удобного движения по дороге  с заданными скоростями и нагрузками проводятся различные эксплуатационные мероприятия. Система этих мероприятий включает в себя содержание дорог, текущий, средний и капитальный ремонт. Назначение  того или иного мероприятия зависит от фактического состояния дорог и условия движения. Все усилия дорожной службы должны быть направлены на обеспечение наиболее высоких технико-экономических показателей (ТЭП) системы эксплуатации автомобильного транспорта. Это важнейшие требование  может быть выполнено лишь при правильно спроектированной технологии содержания и ремонта дорог, которая должна базироваться на следующих основных принципах:

- комплекс работ по  содержанию и ремонту должен  обеспечить заданные эксплуатационные  качества дороги и дорожных  сооружений в течение определенного  периода  времени.

При устройстве  или реконструкции дорог проектом устанавливают значения основных  эксплуатационных  качеств. Они не должны существенно снижаться в процессе эксплуатации дороги:

- ремонтные мероприятия  должны проводиться своевременно  в соответствии с видом  работ  и установленными сроками;

-все эксплуатационные мероприятия необходимо выполнять,  не нарушая движения транспортных средств на ремонтируемом участке дороги; 

-при средних и капитальных  ремонтах необходимо устраивать  объезды

 так,  чтобы снижение  скорости движения автомобилей  было минимальным;

-содержание и ремонт  дорог и дорожных сооружений  должны осуществляться на основе  передовой  технологии, обеспечивающей  высокое качество работ, комплексную  механизацию процессов, низкую стоимость, высокую производительность труда. К основным транспортно–эксплуатационным показателям автомобильной дороги и дорожных сооружений относят обеспеченную скорость и пропускную способность, непрерывность, удобства и  безопасность движения, способность пропускать автомобилей с осевой нагрузкой и общей массой,  категории дороги.

        

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика транспортно-эксплуатационных показателей эксплуатируемого участка автомобильной дороги. Оценка качества и уровня его содержания

1.1. Визуальная оценка технического и эксплуатационного состояния дороги.

 

Эксплуатационный участок дороги относится ко II технической категории (интенсивность движения 4000 автомобилей в сутки). Коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения q = 1,05.

План продольного профиля представлен на рис. 1. Длина участка дороги – 2940 м.

В результате весеннего обследования выявлены следующие деформации и разрушения (шабл. 1).

Дефектность отдельных элементов дороги определена по формуле:

Д =

                                                                   (1)

где – L - общая протяженность участка дороги, м;

Li – протяжённость участка, на который влияет i – тый дефект;

h – количество дефектов на участке дороги.

1. Дефект покрытия

на 0-1 км: Д = (10+30+50)/1000 = 0.09

на 1-2 км: Д = (15+50+28)/1000 = 0.093

на 2-3 км: Д = (40+70+42)/800 = 0.152

 

1. Дефект земляного полотна и водоотводных сооружений

на 0-1 км: Д = (25+28+35)/1000 = 0.088

1-2 км: Д = (48+35+20+100)/1000 = 0.203

2-3 км: Д = (42+28+25)/800 = 0.119

2) Дефекты дорожного устройства  и обстановки пути:

на 0-1 км: Д = (80+10+15)/1000 = 0,105

1-2 км: Д = (150+60+35) /1000 = 0,245

2-3 км: Д = (80+60+20+16)/800 = 0.220

3) Дефекты озеленения и защитных  устройств:

на 0-1 км: Д = (15+13)/1000 = 0,028

1-2 км: Д = (35+45)/1000 = 0,08

2-3 км: Д = 80/800 = 0.10

4) Дефекты зданий и сооружений:

на 0-1 км: Д = 40/100 = 0,4

5) Дефекты охраны окружающей  среды:

на 0-1 км: Д = (14+5+8)/1000 = 0,027

1-2 км: Д = (13+15+17)/1000 = 0,045

2-3 км: Д = (19+21+23)/800 = 0.079

 

По полученным значениям показателей дефектности с использованием таблицы 2 установлена балльная оценка элементов дороги.

Таблица 2.

Балльная оценка элементов дороги по показателю дефектности

Оценка	Баллы	Дефект
Отлично	5	0-0,05
Хорошо	4	0,051-0,10
Удовлетворительно	3	0,101-0,18
неудовлетворительно	2	Выше 0,18

1. Покрытие:

на 0-1 км: Д = 0,112 оценка 3

1-2 км: Д = 0,144 оценка 3

2-3 км: Д = 0,228 оценка 2

2. Земельное полотно и водоотводное  сооружение:

0-1 км: Д=0,119 оценка 3

1-2 км: Д=0,252 оценка 2

2-3 км: Д=0,273 оценка 2

3. Дорожное устройство и обстановка  пути:

0-1 км: Д=0,105 оценка 3

1-2 км: Д=0,245 оценка 2

2-3 км: Д=0,187 оценка 2

4. Озеленение и защитные устройства:

0-1 км: Д=0,028 оценка 5

1-2 км: Д=0,08 оценка 4

2-3 км: Д=0,085 оценка 4

5. Здания и сооружения:

0-1 км: Д=0,4 оценка 2

6. Охрана окружающей среды:

0-1 км: Д=0,027 оценка 5

1-2 км: Д=0,045 оценка 5

2-3 км: Д=0,067 оценка 4

 

В зависимости от значимости контролируемых элементов рассчитывается комплексный показатель эксплуатационных элементов применяется по таблице 3.

Таблица 3.

         Значимость элементов дороги.

№ п/п	Наименование элемента.	Коэффициент значимости.
1 2   3 4 5 6	Покрытие. Земельное покрытие и водоотводные сооружения. Дорожные условия и обстановка пути. Озеленение и защитные устройства. Здания  сооружения. Охрана окружающей среды.	1,0 0,4   0,7 0,4 0,2 0,25

Комплексный показатель эксплуатационного состояния дороги определяется:

                                Р =                                                   (2)

 

где Бi – балловая оценка состояния i – го элемента;

di – коэффициент значимости i – го элемента.

                   3*1,0+3*0,4+3*0,7+5*0,4+2*0,2+5*0,25

0-1 км: Р =     2,95    = 3,5

                    3*1,0+2*0,4+2*0,7+4*0,4+5*0,25

1-2 км: Р =    2,93    = 2,7

                     2*1,0+2*0,4+2*0,7+4*0,4+4*0,25

2-3 км: Р =    2,93    = 2,3

 

Комплексный показатель эксплуатационного состояния на 1 км принимает 3,5 балла, на 2 км – 2,7 балла, на 3 км – 2,3 балла. Показатель эксплуатационного содержания принимает в соответствии с таблицей 4.

Таблица 4.

Показатель (коэффициент) эксплуатационного содержания

в зависимости от балловой оценки содержания.

Баллы	4,8-5,0	4,5-4,8	4,0-4,5	3,5-4,0	< 3,5
Кэ	1,10	1,0	0,95	0,85	0,5

 

В результате Кэ на 1 км – 0,85; на 2 – км – 0,5 и на 3 км – 0,5. значение Кэ записываем в соответствующие графы рис. 1.

Видимость по всей поверхности соответствующей требованиям СН и П РК 3.03.09 – 2006 за исключением 5пк и 10 пк.

Коэффициент запаса прочности дорожной одежды рассчитан по формуле:

           Еф

Кпр = Етр          (3)

где Еф – фактический модуль упругости дорожной одежды на период оценки (по прогибомеру ) МПа;

Етр – требуемый модуль упругости на момент обследования конструкции дорожной одежды (по СН РК)

Значение Кпр. по каждому км. участка дороги представлены на рис. 1.

Коэффициент ровности дорожного покрытия определяется по формуле:

        Sн

Кр = Sф                                                                                                      (4)

где Sн – предельно допустимая ровность для дороги данной технической конструкции, типа покрытия и интенсивности движения (принимается по нормативным документам);

Sф – фактическая ровность покрытия, принятая по толчкомеру или ПКРС–2.

Значение Кр по км участка дороги представлен на рис. 1.

Показатель сцепных качеств на коэффициент продольного сцепления  автомобилей с покрытием определяется по формуле:

      φф

Кс=φн                                                                                                           (5)

где φф – фактический коэффициент сцепления (по результатам изменения в период обследования);

φн – допустимый коэффициент сцепления по нормативным документам.

                          

1.2 Определение итогового  коэффициента

изменения расчётной обеспеченной скорости

 

Фактическая скорость движения служит обобщающим показателем транспортно-эксплуатационного состояния автодороги, от которого зависят все показатели эффективности работы автотранспорта (расход бензина, износ шин, проведение ремонтов автомобилей).

Частные коэффициенты обеспеченности расчётной скорости определены по графикам справочника инженера-дорожника, устанавливающим зависимость между коэффициентом обеспеченности расчётной скорости и параметрами автодороги и транспортного потока (ширина укреплённой поверхности, ширина обочин и состав движения, продольный уклон, радиус кривой в плане, расстояние видимости поверхности дороги, ровность покрытия, коэффициенты сцепления, прочности, грузоподъёмности мостов, безопасность движения). Все эти коэффициенты представлены на линейном графике оценки качества автодороги и уровню её содержания (рис. 1).

            

Определение комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния дороги

 

Комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния на каждом участке дороги длиной Li принят равным наименьшему из всех частных коэффициентов на этом участке. Его значение по участкам дороги представлены на рис. 1.

 

  Определение показателя качества автомобильной дороги

 

Под качеством автомобильной дороги понимают степень соответствия показателей технического уровня, эксплуатационного состояния инженерного оборудования и обустройства, а также уровня содержания нормативным требованиям, которые обеспечивают потребительские свойства дороги дачной категории.

Для обобщённой комплексной оценки качества дороги и уровня её содержания определяют показатель (П), который включает в себя комплексный показатель (ПК) транспортно-эксплуатационного состояния, показатель инженерного оборудования и обустройства (Коб), эксплуатационного содержания дороги (Кэ).

П = Кэ-КП*Коб

Значение Коб принимается по таблице 5.

Таблица 5.

   Значение Коб в зависимости от показателя дефектности.

Дефект Д	Значение Коб
	II	III	IV-V
1	2	3	4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1	1 0,97 0,94 0,91 0,88 0,85	1 0,98 0,96 0,94 0,92 0,90	1 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95

Рассчитанные значения показатели Пi на каждом км. и график его изменения по протяжённости дороги представлены на рис. 1, на котором даны результаты изменения и оценки качества автомобильной дороги и уровня её содержания.

      

2. Текущий ремонт и  содержание автомобильной дороги

 

Мероприятия по текущему ремонту и содержанию автомобильной дороги провидится в течение всего года на 1-ом км и до начала среднего и капитального ремонта на 2-ом и 3-м км-х с последующим продвижением работ после ремонтных мероприятий.

Основная задача содержания дороги состоит в поддержании, а также в повышении транспортно-эксплуатационных качеств покрытия путей систематического ухода и содержания в чистоте и порядке, устранение мелких повреждений и деформаций, восстановление изношенных верхних слоёв покрытия на небольших участках. В весенний период осуществляется очищение от пыли, грязи усовершенствованных шипов покрытий с помощью поливомоечных машин механических щёток. Летом  осенью осуществляется заделка трещин и проведение мероприятий по обеспечению водонепроницаемости дорожных одежд.

При содержании асфальтобетонных покрытий устраняются выбоины и трещины отдельные волны, наплывы, отломы и неровности кормы. Эти работы выполняют весной после наступления тёплой погоды, соблюдая общую технологическую последовательность работ, которая включает подготовку повреждённого места, приготовление, укладку и разравнивание ремонтных материалов, их уплотнение. В качестве ремонтных материалов используют асфальтные горячие смеси, которые укладывают при температуре не ниже +100С в сухое и тёплое время года. Ремонтируемое место подготавливается в следующем порядке: 1) границы выбоины оконтуривают промытым минералом, захватывая по 3-5 см неповреждённой части покрытия; 2) небольшие выбоины, близко стоящие друг от друга, объединяют в одну общую карту; 3) старый асфальтобетон удаляют по очерченному контуру, выбоину очищают и при необходимости просушивают; 4) дно и стенки подгрунтовывают жидким или разжиженным битумом по норме 0,3-0,5 и/м2. После подготовки выбоину заполняют смесью с учётом запаса на уплотнение. Смесь в небольших изолированных друг от друга выбоинах уплотняют электро  или пневмотрамбовками, ручными виброкатками, а значительные по размерам площадки – катками с гладкими валиками массой 4-10 т. Уплотнение проводят от краёв к середине. При этом поверхность ремонтируемых мест должна быть на уровне покрытия.

Определяем потребное количество материалов для выполнения текущего ремонта (устранение трещин и выбоин).

Трещины

Длина – 35 м.

Ширина – 9 м.

Глубина – 0,03 м.

Максимальная площадь трещин – 35×9=315м2

Процент площади трещин – 1%

Потребное количество битума для заливки трещин - 315×0,01×0,03=0,0945м3 или 0,0945 т.

Выбоины

Длина – 19м.

Ширина – 9 м .

Максимальная площадь выбоины – 19×9 = 171 м2.

Процент площади выбоины – 10% - 171×0,1 = 17,1м2.

Расход материалов для устранения выбоины: на 100 м2 площади выбоины – 8 т. асфальтобетона мелкозернистого и 0,04 т битума.

Расход материалов для устранения выбоины площадью 17,1 м2: асфальтобетона мелкозернистого – 1,368 т. и битума – 0,007 т.

                                     

2.1 Средний ремонт

 

На дорогах с капитальными или облегчёнными дорожными одеждами сроки между средними ремонтами устанавливаются в зависимости от интенсивности движения (таб. 7).

 

 

 

 

Таблица 7.

Продолжительность между ремонтами, лет.	Интенсивность, авт/сут.
8 6 4 3 2	До 1500 1500-2500 2500-4500 4500-6500 > 6500

При интенсивности движения 1000 авт/сут срок между средними ремонтами составляет 4 года.

К среднему ремонту относятся периодически выполняемые работы по возмещению изношенного покрытия и улучшению его эксплуатационных качеств – коэффициента скользкости и ровности в соответствии с изменяющимся составом движения и ростом интенсивности. Средний ремонт производят в соответствии с данными ведомости деформаций и разрушений, и результатами изменений ровности, прочности дорожной одежды, т.е. на 2-ом км эксплуатационной автомобильной дороги.

При ремонте асфальтобетонных покрытий большое распространение получил метод регенерации – восстановления их первоначальных эксплуатационных свойств (прочности, ровности, шероховатости). Регенерацию выполняют различными способами термопрофилированием, основными операциями которого являются: разогрев покрытия, рыхления его на глубину 2-5 см, планирование разрыхлённой смеси, уплотнение. Способы термопрофилирования имеют разновидности термопланирования, термогомогенизация, термоукладка, термосмешение, термопластификация.

Способ термоукладки в отличие от других имеет более широкую область применения, так как позволяет ремонтировать покрытия с большими амплитудами неровности, неудовлетворительными поперечными уклонами и более высокими водонасыщением. Кроме того, этот способ эффективен, когда по каким-либо причинам покрытие не удаётся разрыхлить на глубину, равную или превышающую минимальную допустимую.

Кроме основных операций способ термоукладки предусматривает добавление новой смеси в виде самостоятельного слоя над разрыхлённой старой смесью.

Преимущество способа термоукладки – возможность уплотнения старой и новой смеси в одном слое, что повышает его плотность. Термоукладку осуществляют с применением термопрофилировщика (рис. 4), оснащенного оборудованием для приёма и распределения новой смеси в виде одной машины или комплекта машин.

Слои повышенной шероховатости устраиваются в случае, когда следует обеспечить необходимый коэффициент сцепления колеса автомобиля с поверхностью покрытия.

Слои износа устраивают там, где дорожная одежда имеет достаточную прочность, но верхний слой покрытия износился, появились трещины и выкрашивания.

Защитные слои устраивают, когда покрытие имеет достаточную прочность, но оно водопроницаемое и пористое.

В нашем курсовом проекте назначается поверхностная обработка - слой износа, устраиваемый из щебня фракции 5-10, 10-15 мм, обработанного органическим вяжущим битумом БНД 90/130. поверхностную обработку с использованием вяжущих битумов следует производить при устойчивой, ясной погоде и температуре воздуха перед началом производства работ не ниже +200С. Процесс устройства поверхностной обработки включает следующие операции: очистку покрытия, разлив битума, распределение щебня, уплотнение слоя. Разлив битума БНД 90/130 должен производиться при температуре 140-1600С при норме расхода для чёрного щебня фракции 10-15 мм – 0,6-0,8м/м2. Разлив вяжущего битума и распределение щебня производится с промежутками времени между этими операциями не более 2-3 минут. Уплотнение щебня следует производить сразу после его распределения только катками на пневмоклесах массой до 15 т со скоростью до 50 км/ч. Количество проходов катка по одному следу должно быть не менее трёх. В течении 2-3 суток после устройства поверхностной обработки необходимо ограничить скорость движения автотранспорта по участку до 40 км/ч.

Определяем потребное количество подготовительных работ по устранению мелких дефектов покрытия (на 2-ом км. дороги) – трещины и выбоины.

Трещины:

Длина – 37 м.

Ширина – 9 м.

Глубина – 0,03 м.

Максимальная площадь трещин – 37*9=333 м2.

Процент площади трещин – 2% - 333*0,02=6,66 м2.

Потребное количество битума для заливки трещин – 6,66*0,03=0,2 м3 или 0,2 т.

Выбоины:

Длина – 35 м.

Ширина – 9 м.

Максимальная площадь выбоин – 35*9=315 м2.

Процент площади выбоин – 20% - 315*0,2=63 м2.