Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Основы дорожно-строительного производства

Введение

Автомобильная дорога – комплекс инженерных сооружений, предназначенный для экономичной перевозки автомобилями пассажиров и грузов и обеспечивающий круглогодичное, круглосуточное, непрерывное, безопасное и удобное движение легковых автомобилей с расчетными скоростями и грузовых автомобилей с заданными нагрузками.

Сооружение земляного полотна – важнейший строительный процесс в общем комплексе строительства автомобильной дороги, так как земляное полотно – один из основных конструктивных элементов автомобильной дороги, от устойчивости и прочности которого зависит срок службы дорожных одежд. Прочность и устойчивость земляного полотна обеспечиваются: уплотнением грунтов, регулированием водно-теплового режима и назначением соответствующей крутизны откоса, а также их укреплением для предохранения от оползания, размыва или развевания.

К земляному полотну предъявляются следующие технические требования: обеспечить требуемую безопасность автомобильного движения; сохранить проектное очертание земляного полотна в течение заданного срока службы; предупредить образование размывов, просадок и морозного пучения свыше расчётных значения; обеспечить достаточную прочность грунтов верхней части земляного полотна в расчетный период года; гарантировать незаносимость снегом или сыпучим песком; гармонически сочетать земляное полотно с окружающим ландшафтом; облегчить применение комплексно-механизированного способа сооружения и содержания земляного полотна.

Целью курсового проектирования является закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков в области технологии и организации строительства земляного полотна.

На основе исходных данных, студенты рассматривают вопросы технологии возведения земляного полотна, а также элементы организации строительства.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки, в которой последовательно изложены, в соответствии с содержанием и заданием, основные расчеты, рисунки и текстовая часть, содержащая выдержки из используемой литературы, а также самостоятельные суждения студента. Графический материал выполняется на листах формата А-1 и А-4.

Курсовая работа/проект оформляется в соответствии с требованиями правил технического оформления дипломных и курсовых проектов, студенческих отчетов и научных работ.

Исходные данные

№

Район

строительства

Вид грунта

Категория дороги

Толщина дорожной одежды, м

Отверстие водопропускной трубы, м

Средняя высота земляного полотна. м

Г,Сургут

Песок мелкий

Wе=7%

Wт=14%

11 км.

0,65

1,5

1.1 Характеристика района строительства.

1.1.1 Административное значение района.

Тюменская область, Образованная 14 августа 1944 года, является одним из крупнейших регионов России, её территория составляет свыше 1,4 млн. кв.км (8,4% площади России). По размерам территории область занимает третье место в Российской Федерации, по числу жителей – тринадцатое. Тюменская область входит в состав Уральского федерального округа и Западно-Сибирского экономического района. В составе области находятся два автономных округа – Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий. Тюменская область занимает большую часть Западно-Сибирской равнины и фактически делит территорию России на две большие части: западнее – Урал и Европейская часть страны, восточнее – азиатская Сибирь и дальний Восток. На территории области расположен 28 городов, наиболее крупные из них Сургут, Нижневартовск, Тобольск, Нефтеюганск, Ноябрьск, Новый Уренгой, Ишим.

1.1.2. Рельеф местности.

Почти вся территория области представляет собой низменную равнину, сложенную главным образом горизонтально залегающими четвертичными, третичными и меловыми отложениями и имеющую среднюю высоту 150-200 м. В пределах области находятся восточные склоны Северного, Приполярного и Полярного Урала, достигающие высоты 1300 – 1350 м (наибольшая 1363 м)

Равнинная часть сильно заболочена, плохо дренирована, с большим количеством озер, пересекается крупными реками – Обь, Иртыш, Тобол, Ишим и их многочисленными притоками. Широкие плоскодонные долины этих рек имеют в основном ассиметричное строение: левый берег низкий, правый, как правило, возвышенный, крутой, изрезанный оврагами, поднимается над уровнем рек до 50 – 80 м.

1.1.3 Гидрология района.

Территория области с севера омывается водами Карского моря, отличается развитой сетью полноводных рек, повсеместным распространением озёр и обилием подземных вод, местами выходящих на поверхность в виде ключей. крупнейшие реки области – Обь и Иртыш имеют судоходное значение. Водоемы области отличаются сравнительно высокой рыбной продуктивностью и высокоценным составом ихтиофауны. Основной рекой области является Обь с её крупнейшим притоком Иртыш. В пределах области Обь течет на протяжении около 1500 км, а Иртыш – около 900 км.

Реки имеют ярко выраженное весеннее половодье. На севере они покрыты льдом 8 месяцев, а на юге – около 5 месяцев. Реки служат основными путями сообщений на большей части Тюменской области и источниками водоснабжения. По запасам водной энергии и длине водных путей Тюменская область занимает одно из первых мест в России.

Область богата озерами, наиболее крупные из них расположены на п-ове Ямал и на юге Тюменской области (Чёрное, Белое, Таволжан). Озера отличатся малыми глубинами.

1.1.4. Грунты.

В Тюменской области по восточному склону Урала имеются месторождения бурого угля, железных и марганцевых руд, различным минеральных строительных материалов (диатомиты, пески); подземные и термальные воды. Наиболее известные месторождения: нефти – Самотлорское, Усть-Балыкское, Федоровское, Правдинское, Мамонтовское, Солкинское, Аганское, Варьеганское, Покачевское, Холмогорсок, Поввховское; газа – Уренгойское, Медвежье, Ямбургское, Вынгапуровское, Харасовейское, Бованенковсое.

Повсеместно распределены глины, залежи строительных и стеколных песков. Велики запасы торфа, особенно в средней и юго-западных частях области; площадь торфяников достигает 6 млн. га.

На большей части территории распространены подзолистые супесчаные, а также торфяно-болотные почвы.

Эти два типа почв занимают почти всю область, за исключением северной части, где преобладают тундровые супесчаные и песчаные почвы, и крайнего юга, где развиты черноземнолуговые почвы с солонцами. По долинам рек большие площади занимают аллювиальные почвы.

1.1.5.Растительность,

На территории области встречаются различные природно-климатические зоны: арктическая тундра на Крайнем Севере сменяется южнее типичной тундрой и лесотундрой, затем тайгой, лесостепью и степью на юге. Большая часть территории (43 млн.га) покрыта лесами. Леса богаты ягодами и грибами.

На территории рассматриваемого района (примерная параллель Тюмени) простирается тайга, состоящая в основном из хвойных пород (сосна, сибирская пихта, ель, кедр, сибирская лиственница). Из лиственных пород распространены береза, осина, черный тополь, черемуха, рябина. В северной части леса сильно разрежены. Наблюдается примесь малорослой березы, а также ива и ольха; широко распространены в покрове болотные растения (голубика, багульник, пушица, морошка, клюква, брусника, осоки и т.д.).

Долины рек, прорезающих тайгу, имеют луга со злаковым и злаково-разнотравным травостоем. Значительные площади занимают заболоченные и солончаковые луга.

В данной местности проектирования преобладают луга, со свойственной им растительностью, заросли кустарника, редколесье. Восточнее, на территории, прилегающей к р.Ивашевка, - заболоченные луга.

1.2. Климатическая характеристика района строительства.

Процесс дорожного и мостового строительного производства зависит от климата района строительства, так как подавляющее большинство технологических операций выполняется на открытом воздухе.

Температура воздуха – наиболее изменчивый и влиятельный параметр, оказывающий большое влияние на свойства дорожно-строительных материалов, на технологию строительства и на условия работы дорожных рабочих.

Заносим значения температуры каждого месяца для данного района из

СНиПа 2.01.01-82 «Строительная климатология»

Средние месячные температуры приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Среднемесячная и годовая температура воздуха в г.Сургуте

Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
-22,0	-19,6	-13,3	-3,5	4,1	13,0	16,9	14,0	7,8	-1,4	-13,2	-20,3

Для дорожного строительства практический интерес представляют преобладающие формы осадоков в виде снега, дождя и смешанные.

Заносим значения величины осадков в таблицу из справочника: Петрашкевич Ю.И. «Дорожно-климатическая, нормативно-справочная информация»

Для Сургута осадки представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Среднемесячное количество осадков, мм

Месяцы
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
19	15	19	23	43	56	77	65	53	37	32	24

Глубина промерзания – это процесс превращения грунтовой влаги в лед, наступающий при температуре ниже 0⁰. При промерзании грунта его сопротивление механическим воздействиям возрастает многократно, что оказывается принципиальным моментом при принятии конкретных организационно-технических решений. Заносим значения величины снежного промерзания грунта из справочника: Петрашкевич Ю.И. «Дорожно-климатическая, нормативно-справочная информация»

Таблица 1.3 Глубина промерзания грунта, см

Месяцы

III

VII

VIII

XII

118

130

178

180

170

157

Дорожно-климатический график.

Это документ, регламентирующий предельные благоприятные в организационно – техническом отношении сроки и продолжительность рабочего времени выполнения в течение года отдельных видов работ в соответствии с технологическими правилами и учетом грунтовых и климатических условий района строительства. Он является неотъемлемой частью проекта организации строительства и производства работ.

График состоит из двух частей: графической и табличной. Первая часть представлена графиками среднемесячных температур воздуха,глубины промерзания и оттаивания грунта, количества осадков на основе таблиц 1.1, 1.2, 1.3. Вторая часть включает в себя исходные климатические показатели и основные расчеты по видам работ. График приведен в приложении 1.

Ветер – движение воздуха относительно земной поверхности. Именно они определяются с помощью станционных приборов. В понятие ветер включают числовые значения скорости ветра в м/с и румб (С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ) направления ветра. Иллюстративное изображение этих величин приводится на розе ветров.

Роза ветров – диаграмма, показывающая повторяемость ветров различных направлений в данной местности и их скоростей по румбам. Определение преобладающего направления ветра используется при проектировании местоположения производственных предприятий, складских территорий и т.д., чтобы избежать загрязнения близлежащих населенных пунктов, зон проживания и отдыха работающих; а также для определения направления в зимнее время наноса снежных масс и времени остывания материалов в период строительства и эксплуатации транспортных сооружений.

Значения повторяемости ветра и скорости ветра заносим из СНиПа 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».

Таблица 1.4 Повторяемость направлений ветра и его средняя скорость для января и июля по румбам

Январь

Июль

св

юв

юз

сз

св

юв

юз

сз

3,2

3,7

6,3

4,1

3,4

3,8

4,4

4,3

4,8

4,7

3,6

4,1

Розы ветров приведены в приложении 2.

1.1.8 Определение сроков распутицы

Распутица – период времени, в течение которого из-за сильного переувлажнения грунтовых дорог резко снижается их несущая способность, и движение автомобильного транспорта становится затруднительным или практически невозможным.

Осенняя распутица наступает в период, когда средняя суточная температура воздуха снижается до +5^оС, что способствует уменьшению испарения влаги, а повторяемость обложных дождей, насыщающих влагой верхний слой грунта, возрастает. Прекращается осенняя распутица с наступлением устойчивых отрицательных температур воздуха, когда верхний слой грунта промерзает. Промерзание грунта на глубину приблизительно 15 см обеспечивает нормальную проходимость груженых автомобилей.

Начало распутицы: 30.09.

Конец распутицы: 1.12.

Весной распутица наступает вслед за сходом снежного покрова, когда начинается оттаивание верхнего слоя грунта и достигает максимума в период оттаивания грунта до 20 – 30 см. Прекращение распутицы совпадает с моментом просыхания грунта на глубину порядка 20 см. Средние даты начала () и конца () весенней распутицы можно рассчитать по формулам:

(1)

(2)

где - среднемноголетняя дата перехода температуры воздуха через 0^оС;

- среднемноголетняя скорость оттаивания грунта, см/сутки;

- среднемноголетняя максимальная глубина промерзания грунта, см.

(3)

где - среднемноголетняя продолжительность теплого года, дн.

=15.03

=180см

=245 дней

По полученным данным, откладываем на дорожно-климатическом графике (Приложение 1), начало и конец весенней распутицы.

1.1.9 Гражданские сумерки.

Для определения сроков производства (сроков строительства) Т_стр необходимо построить график гражданского дня.

Гражданский день (световой день) – часть суток, в течение которой глубина погружения Солнца за горизонтом не превышает – 7^о. Гражданские сумерки включают в себя гражданский день и период суток между ночью и днем (серое время суток, про которое говорят «светает», «смеркается»). На основе данных о широте района строительства и времени начала и окончания гражданских сумерек строится график. Для строительства графика «Гражданских сумерек» (см. Приложение 2), в справочнике по дорожной климатологии В.Н. Шестакова, выбираем данные по продолжительности гражданских сумерек, с учетом широты заданного района строительства.

Таблица 1.5. Гражданские сумерки

III

VII

VIII

XII

начало

7:26

6:40

5:28

4:10

2:55

2:12

2:37

3:40

4:43

5:43

6:45

7:28

конец

17:11

17:50

18:48

19:52

21:00

21:51

21:34

20:27

19:06

17:45

16:43

16:24

График гражданских сумерек приведен в приложении 3.

С помощью графика гражданских сумерек рассчитаем К_см- коэффициент сменности (в данном случае, для первой группы работ):

(4)

где: n₁, n₂ – соответственно, количество дней в месяце, с возможностью выполнения работ в одну смену и в две смены.

Значение полученного коэффициента сменности варьируется от 1 до 2. При трехсменном графике работы значение коэффициента сменности увеличивается до 3. В этом случае, на предприятиях дорожного производства (карьеры ДСМ, АБЗ и др.) предусматривают наличие искусственного освещения.

1.3. Характеристика строящейся дороги

Трассой автомобильной дороги называют ось дороги, представляющую собой в общем случае пространственную кривую. Изображение трассы автомобильной дороги на плоскости может быть представлено в виде проекции на горизонтальную плоскость (план трассы) или проекции на вертикальную плоскость (продольный или поперечный профиль трассы).

Технические характеристики проектируемого участка

Согласно технической категории дороги (II) и в соответствии с таблицей 4 СНиПа 2.05.02-85 назначаются параметры элементов автомобильной дороги, которые отображены в таблице 1.6

Таблица 1.6

№	Технические характеристики	Ед. измерения	Значение
1	2	3	4
1	Техническая категория дороги	-	II
2	Ширина земляного полотна	м	15
3	Ширина проезжей части	м	7,5
4	Ширина обочин	м	3,75
5	Число полос движения	-	2
6	Наименьшая ширина укрепительной полосы	м	-
7	Расчетная скорость	км/час	100
8	Значение поперечного уклона проезжей части	^о/_оо	20
9	Значение продольного уклона	^о/_оо	не более 30

2 Технология и организация работ по возведению земляного полотна

Земляное полотно следует проектировать с учетом категории дороги, типа дорожной одежды, высоты насыпи и глубины выемки, свойств грунтов, используемых в земляном полотне, условий производства работ по возведению полотна, природных условий района строительства и особенностей инженерно-геологических условий участка строительства, опыта эксплуатации дорог в данном районе, исходя из обеспечения требуемых прочности, устойчивости и стабильности, как самого земляного полотна, так и дорожной одежды при наименьших затратах на стадиях строительства и эксплуатации, а также при максимальном сохранении ценных земель и наименьшем ущербе окружающей природной среде.

В данном курсовом проекте вид грунта – глина песчанистая. Глина пригодна, для возведения земляного полотна, но при этом необходимо учитывать некоторые ограничения.

Возможность и целесообразность применения этих грунтов устанавливают в зависимости от местных условий и технико-экономических соображений.

В соответствии со СНИПом 2.05.02-85 содержание песчаных частиц – свыше 40% по массе, число пластичности Ip=17-27. Среднее значение относительного морозного пучения при промерзании 1,5 м равно 4-7 %. Коэффициент уплотнения грунтов при требуемом коэффициенте уплотнения грунта равном единице, .

Т.к. влажность грунта находится в пределах границ оптимальной влажности, а именно для песка мелкого она равна 12%.

Для расчета, исходя из конкретных условий строительства принят бескорытный профиль земляного полотна, обочины будут досыпаться при строительстве дорожной одежды для расчета объемов работ определим следующие отметки:

где: – средняя высота насыпи с учетом толщины слоев дорожной одежды =0,65м;

– толщина растительного слоя (принимается, условно, равной 0,15 м).

Рис.2 Схема к определению геометрических размеров насыпи

при возведении из грунтов сосредоточенного резерва

В - ширина земляного полотна по верху, м; В_ср – ширина земляного полотна по низу дорожной одежды, м; В_пон - ширина основания насыпи, м; Н – средняя высота насыпи с учетом дорожной одежды (рабочая отметка из продольного профиля), м; h_до – толщина дорожной одежды, м; h_н - высота насыпи без учета дорожной одежды; h_рс - толщина растительного слоя; 1:m– коэффициент заложения откоса насыпи

2.1 Виды и объемы работ

Объем грунта V, необходимого для отсыпки насыпи, определяется следующим выражением:

, (6)

где; – площадь поперечного сечения насыпи, м²; – протяженность строящегося участка. м; - коэффициент относительного уплотнения, принимается согласно [6] табл.14.

K_упл^отн=1,05 при требуемом 0,98-1,00

Геометрические размеры и площадь поперечного сечения насыпи, имеющего вид трапеции, определяются следующим образом:

; (7)

; (8)

. (9)

где В - ширина земляного полотна по верху, м; В_ср – ширина земляного полотна по низу дорожной одежды, м; В_пон - ширина основания насыпи, м; Н – средняя высота насыпи с учетом дорожной одежды (рабочая отметка из продольного профиля), м; h_до – толщина дорожной одежды, м; h_н - высота насыпи без учета дорожной одежды; h_рс - толщина растительного слоя; 1:m– коэффициент заложения откоса насыпи

Подготовительные работы.

До начала основных работ на участках отведенных на строительство дороги и её сооружений, а также на участках временного отвода земель для нужд строительства должны быть выполнены подготовительные работы (внеплощадные и внутриплощадные). К внеплощадным относятся в основном работы по подготовке к строительству сооружений, производственных баз, карьеров, временные железные и автомобильные дороги и другие коммуникации. К внутриплощадным относят работу по подготовке территории непосредственно в пределах полосы отвода для сооружения земляного полотна.

В состав подготовительных работ входят: создание геодезической разбивочной основы, перенос и переустройство воздушной и кабельной линии связи и электропередач, трубопроводов и др.; восстановление и закрепление трассы дороги, расчистка дорожной полосы отвода, расчистка территории отведенных под карьеры и резервы, подготовка и усиление сети автомобильных дорог, намечаемых к использованию в период строительства, строительство производственных предприятий, временных жилых поселков. Подготовительные работы выполняются в сроки установленные общим графиком организации строительства, как правило, до начала основных работ по сооружению земляного полотна. Перенос и переустройство пересекаемых трассой линий связи, электропередач и трубопроводов должен осуществляться по проектам специализированной проектной организации, в которой устанавливают характер и объем работ, целесообразные методы их выполнения.

Основы дорожно-строительного производства 📙 Курсовая → 🆔 162897