Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Кп – коэффициент, учитывающий потери грунта и зависящий от дальности перемещения (1-1,1);

1 Общая часть

1.1 Введение

В России активно внедряются новые технологии дорожного строительства. Поддержку этому процессу оказывают и федеральные структуры. Принят целый пласт нормативных документов, регламентирующих этот процесс и стимулирующих организации к инновационному развитию.

Дорожно-строительная отрасль активно внедряет инновационные технологии в свою практику. Если в 2013 году было реализовано 183 таких проекта на 816 участках, то в 2018 году было применено уже 244 новации, охватившие 686 участков. В основном речь идет о применении новых материалов: дренирующего асфальтобетона, пористо-мастичных и цветных асфальтобетонных смесей, модифицированных битумов, полимерно-битумных вяжущих, геосинтетики, полимерных композитов.

В строительстве автодорог все интенсивнее применяются технологии стабилизации грунтов, укрепления слоев и механической стабилизации с использованием геосинтетических материалов. В капремонте используется регенерация и так называемый холодный ресайклинг – это усиливает несущую способность и снижает затраты, потому что материалы можно использовать повторно.

При содержании используются тонкие слои износа, что сохраняет характеристики дороги и оберегает ее от раннего износа. Для этого на покрытие наносится специальная смесь, состоящая из каменных материалов, эмульсии и цемента. На сегодняшний день такая технология была задействована уже более чем на более 1 900 км автомобильных дорог. При этом в нынешнем и следующем году метод объемно-функционального проектирования планируется использовать на 3 тыс. километрах федеральных трасс.

Полимерные композиты позволяют заметно увеличить коррозийную стойкость и снизить вес дорожных сооружений – они легче стальных аналогов в 5 раз, а бетонных – в 20. В 2019 году полимерные композиционные материалы применялись казенными учреждениями на 99 объектах в РФ. Самые распространенные из них – это перильные заграждения, водоотводы, армирование насыпей, создание цоколей и опор освещения.

Новые технологии входят и в правовое обеспечение дорожных работ. В прошлом году Росавтодор заказал разработку 93 стандартов, в том числе 92 по Перспективной программе стандартизации в области дорожного хозяйства Минтранса России. С конца прошлого года и по 2021 год Федеральное дорожное агентство должно разработать еще 70 тематик научно-исследовательских работ. Федеральное дорожное агентство внедряет и технологии информационного регулирования.

Речь идет о создании информационной системы, состоящей из взаимосвязаных элементов, где будут данные об объекте капитального строительства на каждой стадии его жизненного цикла. Еще в 2016 году главой Росавтодора принято решение о поэтапном внедрении BIM-технологий (информационного моделирования). Согласно документу, должна быть создана нормативная база и программно-технологическая платформа для разработки информационных моделей дорожных объектов. На первых этапах речь идет о пилотных проектах, в перспективе – о переходе на ее использование при проектировании и строительстве всех дорог общего пользования в стране.

По этому плану ведомство уже ввело в действие ОДМ 218.3.105-2018 «Методические рекомендации по организации взаимодействия участков разработки проектной и рабочей документации на пилотных проектах строительства, капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог с применением BIM-технологии» и разработало ПНСТ «Применение BIM-технологий при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Общие требования», который должен быть утвержден в первой половине нынешнего года.

Существует множество нормативных актов, регулирующих внедрение новых технологий в сферу дорожного строительства. Еще в 2007 году Федеральное дорожное агентство издало письмо, где рекомендовало применять «Методические рекомендации по организации освоения инноваций при проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте, ремонте и содержании автомобильных дорог и искусственных сооружений на них». Рекомендации по расширению применения прогрессивных технологий содержались и в постановлении Правительства РФ № 658 от 2017 года. При этом стандарты на технологии и материалы разрабатываются и утверждаются организациями самостоятельно, хотя этот процесс и регламентирован государственными документами, например, статьей 14 Федерального закона № 162 «О стандартизации в Российской Федерации» от 2015 года. Порядок их рассмотрения определен ОДМ 218.1.002-2010 «Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве».

За 2018 года Федеральное дорожное агентство согласовало 83 стандарта организаций. За январь-октябрь прошлого года – 37. Во всех случаях речь шла о повышении технических требований. Например, к стабилизирующим добавкам, материалам и конструкциям армирования, дорожным ограждениям. Агентство также решило допустить использование любых видов модификаторов на основании результатов межлабораторных испытаний. При этом производителям рекомендовано разработать и дополнить регламент входного контроля, регламент введения модификатора в битум, регламент транспортировки, укладки и уплотнения модифицированной смеси.

Иными словами, агентство занимается постоянной популяризацией внедрения новых материалов и технологий при работе на дорогах федерального значения. Однако использование их без согласования в федеральной структуре недопустимо.

2. Ведомости объемов работ

2.1 Ведомости профильных линейных (сосредоточенных) земляных работ

Продольный профиль строящейся дороги проходит как в насыпи, так и в выемке. Объем линейных земляных работ, представленный в табл. 2.1, определяется на основе курсового проекта по изысканиям и проектированию участка автомобильной дороги и необходимым дополнительным данным задания.

При подсчете рабочих (оплачиваемых) объемов земляных работ необходимо учитывать, что естественная плотность грунтов в карьере (резерве) как правило, меньше требуемой плотности грунта в теле насыпи. Это учитывается путем введения коэффициента относительного уплотнения. Грунты для отсыпки земляного полотна представлены суглинок легкий, коэффициент относительного уплотнения находим по нормативным требованиям, (табл.2.2) он составляет 1,08, при требуемом коэффициенте уплотнения 0,98. На эту величину и умножаем профильные объемы, полученные данные заносим в таблицу 2.4.

     Таблица 2.1 Профильные объемы линейных земляных работ

Объемы выемок при контроле баланса не учитываем, так как они войдут в объемы насыпей при сооружении земляного полотна.

    Таблица 2.2 Значения коэффициента относительного уплотнения

     Таблица 2.3 Профильные объемы сосредоточенных земляных работ

Таблица 2.4 Рабочие объемы линейных земляных работ

2.2 Ведомость рабочих объемов земляных работ

             Таблица 2.5 Рабочие  объемы сосредоточенных земляных работ

2.3 Ведомость сосредоточенных земляных работ

2.4 Ведомость искусственных сооружений

На всем протяжении строящейся дороги запроектированы круглые железобетонные трубы, работающие в безнапорном режиме, пикетажное положение и длина искусственных сооружений представлены в таблице 2.6.

 Таблица 2.6 Ведомость искусственных сооружений

2.5 Сводная ведомость объемов работ

Для определения объемов работ необходимо вычертить схему конструкции дорожной одежды и рассчитать численные параметры геометрических элементов, учитывая, что поперечный профиль дорожной одежды бескорытный, расчет будем вести по средней линии.

Конструкция дорожной одежды представлена на рисунке 1.

Рис.1

Рассчитаем сначала численные значения параметров, изображенные на рисунке 1.

В₁определяется как ширина проезжей части для дорог III категории плюс ширина двух ук­репительных полос, т.е.

В₁ =7,00 + 2 • 0,50 = 8,00 м

       При строительстве дорожной одежды с бескорытным поперечным профилем основание поверху устраивают шире покрытия на 10-15 см с каждой стороны. Таким образом

В₂ = В₁+2 · 0,30 м

В₂ = 8,00 + 2 ·0,30 =8,60 м

       Ширина основания из гпс устроенного способом пропитки понизу равна:

В₃ = 8,60 + 2 ·0,08·1,5 =8,84 м

Аналогично

В4= 8,84 + 2 ·0,1·1,5 =9,14 м

                   Значение ΔН с достаточной точностью можно принять равным суммарной толщине дорожной одежды, т.е.:

ΔН = h₁ + h₂ + h₃ + h₄, м

ΔН =0,54 м

       Тогда:

В₆ = В + 2 • ΔН = В + 2 • m • ΔН, м

В₆ = 12,00 + 2 • 4 • 0,54 = 16.32м

В₄ = В₅ - 2 • m • h₄, м

В₅ = 16.32- 2 ·4 ·0,25 = 14.32 м

       Объем сплошного дополнительного слоя основания из песка составит:

В₆+В₅

            V_п=------------×h₄×L=, м³

       V_п= (16.32+14.32)/2•0,25•15000= 88050 м³

Средняя площадь основания гпс способом устроенным способом пропитки, вяжущим:

F_щ.н.=(В₃+В₂)/2 • L, м²

F_щ.н..=(8,60+8,84)/2 • 15000 = 130800 м²

^{Средняя площадь}

         (В₃+В₄)

F_{н.ш. .}=------------- ×L= (8,84+9,14)/2*15000 134850м²                                                                                                                                                                   

             2

       Площадь покрытия:

F_n= B₁ • L, м²

F_n= 8,00 • 15000 = 120000 м²

       Площадь укрепления обочин:

F_yo= (B - B₁) • L, м²

F_yo= (12 - 8) • 15000= 60000 м²

Все рассчитанные параметры слоев дорожной одежды и данные по протяженности искусственных сооружений вносим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 Сводная ведомость объемов работ

3. Организация работ по строительству искусственных сооружений

3.1 Организация работ по строительству сборных железобетонных водопропускных труб

Строительство сборных железобетонных водопропускных труб мостового сооружения должно осуществляться до сооружения земляного по­лотна. Состав отряда варьируется в зависимости от конкретных условий строительства, конструкций труб и в общем случае в него рекомендуется включать следующие ресурсы.

Бригада рабочих

       Включает 3 звена.

Звено подготовительного цикла

Монтажники конструкций: 4 разр. - 1

                                             3 разр. – 1

                                             2 разр. - 1

Землекоп……………. 2 разр. - 1

Звено монтажников

Монтажники конструкций: 4 разр. - 1

                                               3 разр. – 2

                                              2 разр. - 1

Звено изолировщиков

Гидр изолировщики: 4 разр. - 1

                                         3 разр. – 1

                                         2 разр. - 2

Машинист передвижного распылительного агрегата: 4 разр. - 1

       Специализированный отряд должен быть оснащен машинами, обо­рудованием, инструментами и приспособлениями, примерный перечень которых приведен в таблице 3.1.

 Таблица 3.1 Необходимые ресурсы

       Количество автомобилей и водителей рассчитывается в зависимости от объемов и дальности возки материалов.

       Для расчета сроков строительства труб используется формула:

Т_тр = N_фт • L_тр + N_or + N_yp, смен,

       где Т_тр - срок строительства трубы, смен;

       N_фт - трудоемкость строительства 1 пог.м фундамента и тела трубы, отрядо-смен; L_тр - длина трубы, м;

       N_or - трудоемкость строительства оголовков трубы, отрядо-смен;

 Нормативную продолжительность строительства труб можно определить, воспользовавшись данными справочников, содержащими усредненные значения затрат труда на строительство элементов железобетонных труб. Укрепление искусственных сооружений будем производить блоками П-2. Расчет сроков строительства водопропускных труб удобно представить в табличной форме.

Таблица 3.2  Расчет сроков строительства водопропускных труб

Т_тр.пк11+00=0,35*19.62+4.80+3.2=11 смен

Т_тр.пк18+00=0,20*21.72+5.50+3.8=16 смен

Т_тр.пк60+31=0,20*22,00+4,11+2,8=11 смен

Т_тр.пк87+00=0,30*24,00+5,50+3,8=17 смен

Т_тр.пк92+40=0,20*20,00+4,10+2,8=11 смен

Т_тр.пк126+00=0,7+20,00+10,8+6,5=31 смен

3.2 Организация работ по строительству сборных железобетонных мостов

По опыту дорожных организаций применят состав отряда рабочих машинистов и монтажников в количестве 20 чел., оснащенных необходимым оборудованием. Средняя производительность такого отряда для дорог III категории 0,7 м/смену.

4 Расчет скорости потока

4.1 Расчет средней высоты насыпи

На рисунке 2 представлена конструкция поперечного профиля земляного полотна и дорожной одежды при бескорытном поперечном профиле дорожной одежды.

Рис. 2

  Условными обозначениями на рисунке 2 показаны: 1- объем, занимаемый дорожной одеждой, 2- объем присыпных обочин, 3 - объем тела насыпи, 4 - объем возмещенного срезанного растительного слоя. При сооружении земляного полотна необходимо отсыпать объем, обозначенный на рисунке 2 номерами 3 и 4.

  Площадь поперечного сечения отсыпаемой части насыпи находится по формуле:

            Vлзр

    F =-------------- = м²                                                   

           Lлзр

где Vлзр – профильный объем линейных земляных работ, м³

  Lлзр – длина участков линейных земляных работ объемом Vлзр, м (исключая участки сосредоточенных земляных работ и выемки.)    

     Vлзр

F= -------= 120259/12126 = 9.91 м²                                                 

      Lлзр

    С допустимой погрешностью насыпь можно считать в поперечном сечении трапецией, высота которой и есть средняя высота отсыпаемой части насыпи, что видно из схемы, расположенной на рисунке 3.

Рис. 3

   Путем несложных математических исследований можно вывести формулу для расчета Hср:

     -В₂ ± √ В²₂ + 4 · m · F

 Hср =----------------------------, м                                

         2 · m

Поскольку ΔВ = m · ΔH, м    тогда                   В₂ =В₁ +2m ·ΔH, м                                          

Исходя из технической категории В₁= 12 м

ΔH принимаем равной суммарной толщине дорожной одежды, т.е.

ΔH =0,54 м

 Коэффициент заложения откоса принимается по проекту m=4

В₂=В₁+2·m·∆H = 12+2 ·4 ·0,54 = 16,32 м

 Определяем среднюю высоту насыпи

     -В₂ ± √В²₂+4·m· F                        

 H_ср =------------------------------= 0,54 м    

                2 · m

В₆ = В₅+2·m ·H_ср=16,32+2*4*0,54 =20,64 м   

Для проверки достоверности результата подставим его в формулу:

 В₂+В₃                                                                                                                                                                 Fтр = ------------ · Hср = м²                           

                                   2                                          

где Fтр – площадь поперечного сечения трапеции (рис. 2),

                 16,32+20,64

      Fтр = ----------------- ·0,54 =9,98 м²

                         2

Сравнивая результаты расчетов по вышеприведенным формулам, погрешность равна 9.91-9.98=0,07 т.е. расчеты выполнены правильно.

4.2 Расчет минимальной скорости потока

           Минимальная скорость потока, необходимая для завершения дорож­но-строительных работ в заданные сроки, может быть определена по фор­муле

V_min= , пог.м/смену,

где L – длина строящегося участка автомобильной дороги, пог.м;

 - среднее количество рабочих смен в строительном сезоне.

Величину , в свою очередь, определяют по формуле

 = (T_к – Т_в – Т_м) k_c – Т_р, смен,

где T_к – календарная продолжительность строительного сезона, дни;

Т_в– количество выходных и праздничных дней в сезоне;

Т_м – количество нерабочих дней по метеорологическим условиям за период T_к;

kc – коэффициент сменности;

Тр – период развертывания потока, смены.

Даты начала и окончания строительного сезона, величины Т_к и Т_м для различных видов дорожно-строительных работ приведены в таблице 4.1.

 Таблица 4.1 Продолжительность строительного сезона в Вологодской области

За начало строительного сезона следует принять 01.05, а за окончание 30.08так как устройство покрытия. Для определения значений периодов развертывания потока для различных условий воспользуемся справочной литературой, в которой приведены приближенные, но для выполняемых расчетов вполне приемлемые значения.

       Таким образом принятые даты начала и окончания строительного сезона позволяют определить Т_к и Т_м, которые будут равны, соответственно, 122 и 19 дням.

       Количество выходных и праздничных дней (Т_в) устанавливаем по календарю. В данном случае в промежутке с 01 мая по 30 июля содержится 30 выходных и праздничных днях.

Т_в = 30дня

       Период развертывания потока (Т_Р) — это время, необходимое для последовательного ввода в работу всех специализированных подразделений, участвующих в технологическом процессе. Величину Т_Р определяют в зависимости от видов и объемов работ, которые будут выполняться. При этом необходимо учесть организационные и технологические разрывы. Тогда

Т_{р =} Σ_{t +} Σ_n, смен,

где Σ_t- время, необходимое для развертывания (последовательного ввода в работу) специализированных подразделений, смены;

Σ_t = t₁ + t₂ + t₃ +… + t_n

       Σ_n – организационные и технологические разрывы между подразделениями, смены.

Σ_n = n₁ + n₂ + n₃ +… + n_n

       Значения t и n для специализированных подразделений, участвующих в строительстве конструктивных слоев дорожной одежды, можно определить только после составления соответствующих технологических карт, которыми мы пока не располагаем. Поэтому воспользуемся методической литературой, в которой приведены приближенные, но для выполняемых расчетов приемлемо точные значения периодов развертывания для различных условий.

       Для того, чтобы определить период развертывания линейных земляных работ, который в Методических указаниях не отражен, так как зависит от высоты насыпи, необходимо сначала установить количество слоев отсыпаемой насыпи.

       Учитывая, что уплотнение грунта в насыпи пневмокатками желательно вести слоями до 35 см, а средняя высота насыпи составляет 0,54 м, возводим в 2 слоя по 0,27.

       Опытным путем установлено, что на отсыпку и уплотнение каждого слоя необходимо 2 смены, плюс одна смена на подготовку естественного основания земляного полотна и одна - на отделочные и укрепительные работы. Таким образом, справедливой для определения величины периода развертывания линейных земляных работ будет формула:

Т_р^лзр = 2а + 2, смен,                                                  

где а – количество слоев грунта, отсыпаемого в насыпь.

Т_р^лзр = 2 • 2+ 2 = 6 смен.

       Эту величину и примем за период развертывания линейных земляных работ. Период развертывания потока удобнее и нагляднее рассчитывать в табличной форме.

 Таблица 4.2 Расчет периода развертывания потока

Столь большая величина задела земляного полотна объясняется неравномерностью распределения объемов земляных масс, что может привести к сдерживанию работ по строительству дорожной одежды. В первом приближении эта величина устанавливается ориентировочно и уточняется при проектировании линейного календарного графика.

       Определяя периоды развертывания каждого специализированного подразделения по строительству конструктивных слоев дорожной одежды, следует иметь в виду, что нередко, хотя в конструкции дорожной одежды указан один слой, его приходится укладывать в два приема, так как его толщина превышает предельную максимальную, которую можно укладывать в один прием. В этом случае период развертывания специализированного потока увеличивают в соответствии с количеством укладываемых слоев.

       Таким образом, период развертывания потока составит:

Т_р = 32 смены

К_с = 2

Все данные для расчета минимальной скорости потока имеются.

Т_ср = (122 – 19 – 19) •2 – 32 = 146 смен

 L_лзр

V_min =--------- =12126 /146=83 п.м/смену

                                                          Т_ср

4.3Определение расчетной скорости потока

       Расчетную скорость потока (V_p) определяют, руководствуясь сооб­ражениями наиболее полной загрузки ведущей машины. Ведущей машиной выбираем смеситель ДС-185, вычисляем объем работ, который она может выполнить в смену в перерасчете на погонные метры, и, учитывая, что скорость потока не может быть меньше рассчитанной, устанавливаем расчетную скорость. Порядок расчета, следующий: сначала определяем нормы выработки ведущей машины, затем рассчитываем расход асфальтобетонной смеси на 1 пог. м покрытия; устанавливаем протяженности покрытия, которую необходимо построить, ис­пользуя сменный объем продукции, выпускаемой смесителем.

Норму расхода асфальтобетонной смеси можно определяем по ВСН 42-91 «Нормы расхода материалов на строительство и ремонт автомобильных дорог и мостов». Согласно §52, табл. 079, норма расхода асфальтобетонной смеси при ее плотности 2,40 г / см³ и толщине слоя 11 см составляет 24,4 т на 100 м² покрытия, то расход смеси на 1 пог. м покрытия

р^{1 пог.м} = 26,8/100 • 8 = 2,14 т

       Тогда максимальная скорость потока по строительству асфальтобетонного покрытия, обеспечиваемая смесителем ДС-185 составит:

V_max = 449/ 2,14= 210 пог.м/смену

       Окончательно примем за расчетную скорость потока V_р = 210 пог.м/смену, во всех случаях, принимая решение о величине расчетной скорости потока, нужно округлять ее значение до величины, кратной 10 м. Таким образом, общий срок выполнения каждого вида работ соста­вит:        

                L_лзр

Т=-------------=12126/210 = 56 смен                       

              V_max

5 Расчет ресурсов для выполнения линейных земляных работ

5.1.1 Расчет потребности основных машин

           Основной машиной на линейных земляных работах принимаем, согласно задания, бульдозер ДЗ -141УХЛ . Расчет потребности основных машин для выполнения линейных земляных работ представлен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 расчет потребности основных машин для выполнения линейных земляных работ

- Перемещение грунта в насыпь бульдозером:

        Для каждого расстояния перемещения грунта находим производительность бульдозера ДЗ -141УХЛ  по формуле:

П=  = м³ / смену                                                       (23)

К_i – коэффициент, учитывающий уклон местности (1)

К_в – коэффициент использования по времени (0,8-0,9);          

V – объем грунта перед отвалом в плотном теле, м³,     

    V=

В – ширина отвала (4,8 м); b – высота отвала (2,0 м);

Кп – коэффициент, учитывающий потери грунта и зависящий от дальности перемещения (1-1,1);

К_р – коэффициент разрыхления грунта (1,1-1,35);

V =  = 3,91 м³

t_ц – время цикла, с, t_ц45 = 12 + 64,28 + 15,78 = 119,96 c

t_ц65= 12 + 92,85 + 34,21 = 159,06 c

t_ц90= 12 + 121,42 + 44,73=192,15 c

t_к – время резания и набора призмы грунта, с, t_к=  =  = 12 c

l_к – длина пути резания, (6-10м); Vк – скорость движения при резании грунта, (0,4-0,5м/с)

t_тр – время транспортирования, с, t_тр=  =  = 64,28 c

t_тр=  =  = 92,85 c

t_тр=  =  = 121,42 c                                                    

l_тр – длина пу