Строительство автомобильных дорог. 3

Введение.

 

Цель  данного курсового проекта - получить навыки по технологии и организации строительства автомобильных дорог, научиться оценивать геологические и рельефные условия.

Автомобильные дороги представляют собой сложный  комплекс инженерных сооружений для  удобного непрерывного и безопасного  движения автомобилей с расчётной  нагрузкой и установленными скоростями.

Без автомобильных  дорог не может функционировать  ни одна отрасль экономики страны. Уровень развития и техническое  состояние дорожной сети существенно  влияют на экономическое и социальное развитие страны в целом, так и  её отдельных регионов, поскольку  надёжные транспортные связи способствуют повышению эффективности использования  основных производственных фондов, трудовых и материальных ресурсов, повышению  производительности труда.

В последние  годы происходит рост автомобильного парка, увеличился объем внутренних и международных перевозок, повысилась интенсивность движения.

        Без строительства и реконструкции автомобильных дорог невозможна реализация приоритетных проектов в области сельского хозяйства, здравоохранения, образования и обеспечения населения России доступным жильем. Инвестиции в развитие дорожной сети направлены на решение важнейших социальных задач:

     -повышение доступности среднего и среднего профессионального образования для населения (особенно это актуально для сельской местности, где затруднена доставка школьников к местам учебы в осенний и весенний период);

     -своевременное оказание медицинской помощи больным за счет повышения -скорости движения и улучшения транспортно-эксплуатационного состояния автодорог;

      -обеспечение транспортной доступности жилых районов, стимулирование       освоения новых территорий под жилищную застройку, снижение -себестоимости жилья, улучшение условий проживания населения;

     -повышение сохранности и снижение себестоимости отечественной сельхозпродукции за счет уменьшения потерь в местах ее производства и при перевозке.

         В данном курсовом проекте рассчитывается технология и организация возведения земляного полотна автомобильной дороги второй технической категории, район проектирования: Нижегородская область.

 

 

 

 

  1. Оценка природно-климатических условий района строительства дороги.

 

    1. Климат.

 Кировская область расположена в зоне умеренно континентального климата, и располагается во 2 и 3 дорожно-климатических зонах. С сентября по май преобладают южные и юго-западные ветры, а в летние месяцы - северо-западные.  Средняя годовая температура воздуха изменяется от -2,5oС на севере до +3,5oС на юге области.  За год выпадает около 600-650 мм осадков в Заволжье и 500-550 мм в Правобережье (две трети - в виде дождя).

Таблица 1.1

Средняя температура воздуха по месяцам

месяц

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

t˚

-11,8

-11,1

-5,0

4,2

12,0

16,4

18,4

16,9

11,0

3,6

-2,8

-8,9


 

График  климатических характеристик

Точки перехода: через 0˚С     2.04 и 21.10

через 5˚С     18.04 и 5.10

через 10˚С   7.05 и 15.09

 

Таблица 1.2

Повторяемость направления ветра,%

 

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

штиль

январь

6

6

8

12

18

27

14

9

11

июль

13

10

16

8

8

14

17

14

17


 

 

 

Роза ветров на январь                                             Роза ветров на июль

                                                                    

 

 

Таблица 1.3

Осадки

Месяц

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Кол-во

38

38

33

34

43

62

66

63

57

55

52

47


 

Гистограмма распределения осадков

    1. Рельеф.

 Рельеф области — всхолмленный с общим наклоном поверхности с северо-востока на юго-запад. Разница абсолютных высот составляет 281 м (от 56 м до 337 м). В центральной части области — Вятские Увалы, на северо-востоке — Верхнекамская возвышенность, на севере — Северные Увалы.

 

    1. Инженерно-геологические условия.

           Общераспространенное нерудное сырье представлено гипсами и ангидридами, карбонатными породами, глинами, строительными песками и песчано-гравийными смесями. Из топливно-энергетического сырья на территории области следует выделить торф, а основные минерально-сырьевые ресурсы региона относятся к группе строительных материалов. Болота занимают незначительную часть территории области и распределены крайне неравномерно, что связано с характером поверхности, уровнем залегания грунтовых вод и геологическим строением местности. Средняя мощность полезной толщи до уровня грунтовых вод — 3,10 метров, полная мощность известняков достигает 47 метров.

           Снежный покров. Самая ранняя дата появления снежного покрова 12-20 сентября, самая ранняя дата образования устойчивого снежного покрова — 16-24 октября, в горных районах 5-12 октября, средняя дата установления снежного покрова — 3-13 ноября. Средняя дата схода снежного покрова 14-24 апреля. Число дней со снежным покровом составляет 153—165, в горных районах — 171—177. Средняя и наибольшая высота снежного покрова 36-55 см, максимальная высота может достигать 106—126 см. Средняя плотность снежного покрова при наибольшей высоте 240—300 кг/м3.

 

    1. Инженерно-гидрологические условия.

            В области насчитывается свыше 9000 рек и ручьев общей протяженностью 33 тыс. км. Из общего числа рек 550 имеют длину от 10 до 50 км, 26 рек - от 51 до 100 км и 16 рек - выше 100 км. Наиболее крупные реки Волга, Ока, Ветлуга, Сура и др. Горьковское и Чебоксарское водохранилища занимают 58.5 тыс. га. Водными ресурсами более обеспечена северная часть области и центральная часть, прилегающая к долинам Волги и Оки. Многочисленны в области озера и искусственные водоемы - пруды. По обеспеченности водными ресурсами территория области не испытывает дефицита. Наличие двух крупных водотоков - рек Волга и Ока, двух водохранилищ - Горьковского и Чебоксарского - обусловливает высокий гидрологический потенциал. Множество малых рек и озер также позволяют частично удовлетворять потребности в воде. Область богата пресными подземными водами, однако качество и распределение их по территории области неодинаковы.

 

    1. Растительность и почвы.

Нижегородская область расположена в зонах  южно-таёжных, смешанных и широколиственных лесов.

В почвенном  покрове преобладают дерново-подзолистые  и подзолистые почвы (66% территории); серые лесные занимают 16,3%; черноземные 7,9%; аллювиальные пойменные 3,6%; болотные и торфяные 6,2%. В Заволжье почвы  подзолистые под таежными лесами и дерново-подзолистые под смешанными, в Правобережье - серые лесные широколиственных лесов (дубрав) и вышелоченные черноземы луговых степей.

 

 

 

 

  1. Расчет сроков строительства и наименьшей длины захватки.

 

    1. Количество рабочих смен.

 

где, - календарная продолжительность строительства по технологическим условиям, сут.

      - количество нерабочих дней по климатическим условиям.

      - количество нерабочих дней из-за ремонта машин.

      - количество выходных и праздничных дней за период строительства.

      - коэффициент сменности работ.

      - продолжительность весенней и осенней распутицы, дни.

 

где,  - дата начала и конца весенней распутицы.

 

где, - дата перехода температуры весной через 0 С.

        α- коэффициент,  характеризующий скорость оттаивания  грунта, см/сут.

 

где, h- средняя по многолетним наблюдениям глубина промерзания грунта, см.

Продолжительность осенней распутицы:

 

где, - дата перехода температуры осенью через 0 С.

        - дата начала осенней распутицы, соответствует наступлению среднесуточной температуры от +3 до +7 С.

 

    1. Расчет наименьшей длины сменной захватки.

 

где, L- протяженность дороги, м.

       ξ- произвольная  величина, принимаемая с округлением  длины сменной захватки до  величины, кратной 25(м).

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Определение объемов работ.

 

    1. Площадь расчистки полосы отвода от леса.

 

где, - протяженность участка с лесом на строящейся дороге, м.

       - ширина полосы отвода, м.

 

    1. Объем валки леса.

 

где,  - запас леса на гектаре ().

 

где, - количество деревьев на 1 га.

       - объем одного бревна, .

 

    1. Площадь срезки растительного слоя.

 

 

    1. Объем работ по срезке растительного слоя.

 

где, - толщина срезаемого растительного слоя, м.

 

    1. Доуплотнение естественного основания.

 

 

Таблица 3.1

Ведомость объемов  подготовительных работ

 

№ п/п

Наименование

Единица измерения

Количество

1

Восстановление  трассы

км

3

2

Расчистка полосы отвода от леса

га

2,1

3

Объем валки леса

  

787,5

4

Трелевка  леса

  

787,5

5

Корчевка  пней

га

2,1

6

Срезка  кустарника и мелколесья

га

2,1

7

Срезка  растительного слоя

  

210000/42000

8

Доуплотнение естественного основания

  

114630


 

 

 

 

    1. Объем насыпи.

 

где,  - объем насыпи на i-ом пикете, .

         n- количество пикетов с насыпью.

 

    1. Объем выемки.

 

где,  - объем выемки на i-ом пикете, .

         n- количество пикетов с выемкой.

 

    1. Профильный объем земляных работ.

 

 

    1. Объем оплачиваемых земляных работ.

 

В нашем случае  > и в этом случае необходимо предусмотреть карьер, тогда объем оплачиваемых земляных работ будет определяться:

 

 

Таблица 3.2

Ведомость объемов  земляных работ

 

№ п/п

Наименование

Единица измерения

Количество

1

Объем насыпи

  

4479,6

2

Объем выемки

  

3085,5

3

Профильный  объем земляных работ

  

7565,1

4

Объем привозного грунта

  

1394,1

5

Объем грунта вывозимого в карьер

  

-

6

Объем оплачиваемых земляных работ

  

5873,7


 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Выбор машин для производства работ.

 

    1. Средняя высота насыпи.

 

где, - расстояние между пикетами, плюсовыми точками и точками нулевых работ, м.

       – рабочие отметки на пикетах, плюсовых точках, м.

       – толщины снимаемого растительного слоя и дорожной одежды,м.

       – протяженность участков с насыпью, м.

 

    1. Расчетное количество слоев.

 

где, - толщина уплотняемого слоя, м, зависит от уплотняющей                                                                                                                                        способности катка и свойств грунта.

146,37=53 см.

где, – естественная и оптимальная влажность грунта, %.

        – нагрузка на колесо, 4285 кг.

         – давление воздуха в шинах, 5 кгс/.

 

Расчетная схема

 

 

 

 

 

 

    1. Средневзвешенное расстояние перемещения грунта в (м) для каждого отряда машин.

 

где, - объем перемещаемого грунта с i-го пикета на рсстояние , определяется по графику распределения земляных масс.

 

  1. Для бульдозеров ,  V=507
  2. Для прицепных скреперов

726 м

  1. Для схемы «Экскаватор-автосамосвал»

 

    1. Расчетные объемы по слоям.

 

 

 

 

 

 

    1. Уточненные объемы по слоям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Подготовка исходных данных для оптимизации параметров потока.

Таблица 5.1

Исходные  данные оптимизации параметров потока

 

№  операции

Наименование операции

Ед.

измерения

Объем в ед. измерения

Тип оразмеры

машин

Нормативные данные

Обоснование

 маш. час

Расход горючего

кг(л)/ч

 чел.час

Привед.затр.тыс. руб

1

Валка леса

га

2,1

ЛП-19

2,5

7,6

2,5

12,53

Е13-2

2

Трелевка леса

10 м3

78,75

ТДТ-40

Т-100М

0,66

0,54

5,58

6,8

1,98

1,62

8,47

8,47

Е13-5

3

Срезка мелколесья и кустарника

га

2,1

ЛП-19

2,2

7,6

2,2

12,53

Е13-2

4

Корчевка

пней

10 пн

52,5

Т-100М

Т-180

0,5

0,42

6,8

7,6

1

0,84

8,47

8,47

Е13-8

5

Срезка растительного слоя

1000 м2

210

Т-100

Т-130

0,84

0,66

4,57

5,12

0,84

0,66

8,47

8,47

Е2-1-5

6

Доуплотн. естествен. основания катком(6 проходов)

1000 м2

61,136

ДУ-31А

ДУ-29

1,24

1,07

8,73

8,73

1,24

1,07

13,52

20,44

Е2-1-31

7

Разработка и перемещение грунта в 1 слой насыпи бульдозером (

100 м3

   5,07

ДТ-75(ДЗ-42)

Т-100(Д-259)

9,56

5,54

4,62

4,57

9,56

5,54

8,47

8,47

Е2-1-22

8

Разравнивание грунта бульдозером в 1 слое насыпи

100 м3

5,07

Т-100(ДЗ-19)

Т-180(ДЗ-24А)

0,47

0,3

4,57

7,6

0,47

0,3

8,47

8,47

Е2-1-28

9

Разработка, перемещение и укладка  грунта в 1 слой насыпи приц.скрепером (

100 м3

8,653

Т-100(ДЗ-26)

Т-180(ДЗ-23)

7,96

4,85

4,57

7,6

7,96

4,85

8,47

8,47

Е2-1-21

10

Уплотнение 1 слоя катком, (10 проходов)

100 м3

13,723

ДУ-31А

ДУ-29

0,67

0,56

8,73

8,73

0,67

0,56

13,52

20,44

Е2-1-31

11

Разработка, перемещение и укладка  грунта во 2 слой насыпи приц.скрепером (

100 м3

12,135

Т-100(ДЗ-26)

Т-180(ДЗ-23)

7,96

4,85

4,57

7,6

7,96

4,85

8,47

8,47

Е2-1-21

12

Уплотнение 2 слоя катком (10 проходов)

100 м3

12,135

ДУ-31А

ДУ-29

0,67

0,56

8,73

8,73

0,67

0,56

13,52

20,44

Е2-1-31

13

Разработка, перемещение и укладка  грунта в 3 слой насыпи приц.скрепером (

100 м3

10,391

Т-100(ДЗ-26)

Т-180(ДЗ-23)

7,96

4,85

4,57

7,6

7,96

4,85

8,47

8,47

Е2-1-21

14

Уплотнение 3 слоя катком (10 проходов)

100 м3

10,391

ДУ-31А

ДУ-29

0,67

0,56

8,73

8,73

0,67

0,56

13,52

20,44

Е2-1-31

15

Разработка грунта экскаватором и погрузка в а/с

100 м3

8,834

ЭО-5122

ЭО-6112Б

1,1

1,41

14,7

11,5

1,1

1,41

16,13

16,96

Расчет

16

Перемещение грунта а/с в 4 слой насыпи(

 

100 м3

8,834

КАМАЗ-     6520

SCANIA-                                                           143

4,54

3,7

25,5

18,2

4,54

3,7

5,73

6,31

Расчет

17

Разравнивание грунта бульдозером в 4 слое насыпи

100 м3

8,834

Т-100(ДЗ-19)

Т-180(ДЗ-24А)

0,47

0,3

4,57

7,6

0,47

0,3

8,47

8,47

Е2-1-28

18

Уплотнение 4 слоя катком (10 проходов)

100 м3

8,834

ДУ-31А

ДУ-29

0,67

0,56

8,73

8,73

0,67

0,56

13,52

20,44

Е2-1-31

19

Окончатель. планировка верха ЗП автогрейдером(3 прохода)

1000 м2

 

64,2

ДЗ-14

ДЗ-99

0,51

0,63

8,0

7,8

0,51

0,63

8,64

8,35

Е2-1-37

20

Доуплотнение верха ЗП(6 проходов)

1000 м2

64,2

ДУ-31А

ДУ-29

1,24

1,07

8,73

8,73

1,24

1,07

13,52

20,44

Е2-1-31

21

Планировка откосов насыпи автогрейдером

1000 м2

13,568

 

ДЗ-14

0,26

8,0

0,26

8,64

Е2-1-39


 

 

 

 

 

    1. Расчет эксплуатационной производительности дорожно-строительных машин и норм времени.

 

  • Разработка грунта экскаваторами:

 

где,  - ёмкость ковша экскаватора, .

         - время полного цикла, ч, ч при q<=0,65 , ч при q>0,65 . 

         - коэффициент разрыхления грунта, для песчаных грунтов   , для глинистых

         - коэффициент использования внутрисменного времени, при погрузке в транспортные средства.

         - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной,

         Норма времени  определяется:

 

где, Е – единица объема работ. 

       - часовая эксплуатационная производительность машины.                                                                                                                                                                                                             

 

Для марки ЭО-5122:

 

 

Для марки ЭО-6112Б:

 

 

 

  • Транспортировка грунта автомобилями-самосвалами:

 

где,  - грузоподъемность автомобиля-самосвала, т.

         - насыпная масса грунта, т/.

         - средневзвешенное расстояние перемещения грунта, км.

         V – скорость движения автомобиля-самосвала, км/ч.

         - время простоя под погрузкой и выгрузкой грунта,ч .

 

 

Для марки КАМАЗ-6520:

 

 

 

Для марки SCANIA-143:

 

 

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ(для рекомендуемой  захватки )

 

  ДЛИНА    ВАРИАНТ    КОЛ-ВО     MIN      КОЭФФ-Т    КОЛ-ВО    ПОТРEБНОСТЬ

ЗАХВАТКИ   МАШИНЫ     МАШИН      ЗАТРАТЫ  ИСПОЛЬЗ.   РАБОЧИХ   ГОРЮЧЕГО

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 1

  200.00       1        1         4.385      0.043        1         2.66

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 2

  200.00       1        1        29.349      0.423        2        19.33

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 3

  200.00       1        1         3.859      0.038        1         2.34

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 4

  200.00       1        1        14.823      0.213        1        11.90

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 5

  200.00       1        2        99.607      0.717        2        53.74

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 6

  200.00       1        1        68.329      0.616        1        44.12

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 7

  200.00       1        1        27.369      0.394        1        14.93

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 8

  200.00       1        1         1.346      0.019        1         0.73

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 9

  200.00       1        1        38.893      0.560        1        20.98

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 10

  200.00       1        1         8.287      0.075        1         5.35

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 11

  200.00       1        1        54.544      0.785        1        29.43

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 12

  200.00       1        1         7.328      0.066        1         4.73

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 13

  200.00       1        1        46.705      0.672        1        25.20

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 14

  200.00       1        1         6.275      0.057        1         4.05

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 15

  200.00       1        1        10.449      0.079        1         9.52

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 16

  200.00       1        1        15.321      0.326        1        67.38

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 17

  200.00       1        1         2.344      0.034        1         1.26

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 18

  200.00       1        1         5.335      0.048        1         3.44

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 19

  200.00       2        1        22.515      0.329        1        21.03

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 20

  200.00       1        1        71.753      0.647        1        46.33

                 ОПЕРАЦИЯ  N : 21

  200.00       1        1         2.032      0.029        1         1.88

РЕЗУЛЬТАТЫ ДЛЯ ЗАХВАТКИ LZ=    200

РАСЧЕТ ВЫПОЛНИЛ      Karavaev SAD-07-1