Курсовая работа: Строительство земляного полотна автомобильной дороги

Министерство образования Российской Федерации

Московский автомобильно-дорожный институт

(Государственный технический университет)

Кафедра “Строительство автомобильных дорог ”

Курсовая работа на тему:

“Строительство земляного полотна

автомобильной дороги”

Содержание курсового проекта

1.Анализ и обработка исходных данных

1.1 Характеристика района строительства

1.2 Определение расчетного уровня залегания грунтовых вод (РУГВ)

1.3 Тип местности по характеру и степени увлажнения

1.4 Геометрическая характеристика дороги и улицы

1.5 Модуль упругости грунта

2. Разработка проекта организации строительства (ПОС)

2.1 Подсчет объемов земляных работ

3. Разработка проекта производства работ (ППР)

3.1 Определение сроков проведения строительных работ

3.2 Варианты машин, расчет их производительности и сроков проведения работ для удаления растительного грунта

3.3 Строительство земляного полотна, варианты машин, расчет их производительности, определение сроков строительства

3.4 Оптимизация сменных объемов работ на ЭВМ

4. Контроль качества работ

Литература

1.Анализ и обработка исходных данных

1.1 Характеристика района строительства

Проектирование, расчет и технология строительства дренажных конструкций ведется в Воронежской области.

Дорожно-климатическая зона: Воронежская область находится в IV дорожно-климатической зоне.

Природные условия

Воронежская область расположена в центральной полосе европейской части России. С 2006 года на территории Воронежской области существуют 534 муниципальных образований, в том числе 3 городских округа, 31 муниципальный район, 29 городских поселений, 471 сельское поселение. Климат на территории области — умеренно-континентальный со среднегодовой температурой от +5,0 °C на севере области до +6,5 °C на юге. На территории области расположено 738 озёр и 2408 прудов, протекает 1343 реки длиной более 10 км. Главная река — Дон, 530 из своих 1870 км. протекает по территории области, образуя бассейн площадью 422 000 км².

Полезные ископаемые

Минерально-сырьевая база Воронежской области представлена месторождениями нерудного сырья, в основном строительными материалами (пески, глины, мел, граниты, цементное сырье, охра, известняк, песчаник) особенно в западных и южных районах региона. На территории Семилукского, Хохольского и Нижнедевицкого районов области имеются запасы фосфоритов. Область обладает практически неограниченными запасами мела.

Основные отрасли промышленности

По структуре хозяйства Воронежская область индустриально-аграрная. В составе промышленности преобладают машиностроение, электроэнергетика, химическая индустрия и отрасли по переработке сельскохозяйственного сырья. На них приходится 4/5 общего объема выпускаемой промышленной продукции. Отраслью специализации региона является пищевая промышленность (27 %), второе место занимают машиностроение и металлообработка (23 %), третье место — электроэнергетика (18 %).

Промышленность области специализируется на производстве станков, экскаваторов, металлических мостовых конструкций, кузнечно-прессового и горно-обогатительного оборудования, электронной техники (в том числе телевизоров), пассажирских самолетов-аэробусов, синтетического каучука и шин, огнеупорных изделий, сахара-песка, маслобойно-жировой и мясной продукции.

На базе разведанного минерального сырья в Воронежской области работает ряд горнодобывающих предприятий, наиболее крупными из которых являются ОАО «Павловскгранит», ОАО «Воронежское рудоуправление», Семилукский Воронежский комбинаты стройматериалов, ОАО «Подгоренский цементник», ЗАО «Копанищенский комбинат стройматериалов», "Журавский охровый завод" и другие. В области идет освоение минеральных подземных вод.

1.2 Определение расчетного уровня залегания грунтовых вод (РУГВ)

По заданию уровень грунтовых вод относительно земли (на август месяц) залегает на глубине 2,9 м; по типовому графику уровня грунтовых вод (зона умеренного питания для суглинка тяжелого пылеватого) глубина залегания составляет 2,25 м. Следовательно, фактический график у.г.в. будет лежать на Δ=2,25-2,9=0,65 м ниже типового.

На расчетный максимально возможный осенний период глубина залегания грунтовых вод составляет 2,35, что больше наименьшего возвышения поверхности покрытия над у.г.в. =1,8 м в IV дорожно-климатической зоне.

1.3 Тип местности по характеру и степени увлажнения

II–й тип местности. Завершена инженерная подготовка территории. Имеются газоны и разделительные полосы. Поверхностный сток обеспечен. Подземные воды залегают глубоко. Водоносные коммуникации имеют утечки в пределах нормы.

1.4 Геометрическая характеристика дороги и улицы

В соответствии со СНиП 2.05.02-85 выбираем размеры отдельных элементов улицы:

Категория улицы – общегородская;

Протяженность улицы – 2,0 км;

Профиль земляного полотна – насыпь различной высоты;

Категория дороги – I Б;

Расчетная скорость – 120 км/ч;

Ширина полосы движения – 3,75 м;

Число полос движения - 6;

Наименьшие радиусы кривых в плане – 800 м;

Наибольший продольный уклон –25‰.

1.5 Модуль упругости грунта

,

где W_Р – влажность грунта на расчетный период (осенний), E – модуль упругости, φ – угол внутреннего трения, C – структурное сцепление;

,

Где, - среднее многолетнее значение относительной (в долях от границы текучести) влажности грунта, наблюдаемой в наиболее неблагоприятный период года в рабочем слое з. п. (по ОДН 218.046.01 для IV ДКЗ, , 2-го типа местности по увлажнению, суглинка тяжелого пылеватого );

- поправка на особенности рельефа территории (по ОДН 218.046.01, для равнинного района );

- поправка на конструктивные особенности проезжей части и обочин, (по ОДН 218.046.01 );

- коэффициент нормированного отклонения, принимаемый в зависимости от требуемого уровня надежности, (по ОДН 218.046.01 );

для общегородской категории улицы коэффициент нормированного отклонения К_н = 0,98;

- поправка на влияние суммарной толщины стабильности слоев дорожной одежды. (по графику П. 2. 1. в ОДН 218.046.01 );

.

По данным таблицы П. 2. 4. ОДН 218.046.01 применяя интерполяцию находим, что, при , суглинок тяжелый пылеватый имеет следующие характеристики:

; ; .

2. Разработка проекта организации строительства (ПОС)

2.1 Подсчет объемов земляных работ

;; ; ; .

Так как даются рабочие отметки лишь в полосе 220 м, а длина улицы = 2000 м, то чтобы узнать приблизительный объем всех земляных работ, пропорционально увеличим рассчитанные данные

=24958,2 м³

=13650,5 м³

3. Разработка проекта производства работ (ППР)

3.1 Определение сроков проведения строительных работ

Продолжительность строительства определяется в основном директивными сроками. Однако необходимо учитывать, что директивные сроки должны быть в пределах возможных сроков строительства, определяемых климатическими условиями, технологическими условиями, количеством выходных и праздничных дней.

Директивный срок: Т_д =150 дней.

Чистое время работы:

Т_р =А_к -А_вых -А_климат -А_рем =203-56-10-21=116 дней.

Фактическое время работы:

Т_р ’=Т_д -Т_вых -Т_кл -Т_рем =150-42-10-21=77 дней;

где Т_д – директивный срок;

Т_вых – количество выходных дней;

Т_кл – количество нерабочих дней по климатическим условиям;

Т_рем – время ремонта дорожных машин.

3.2 Варианты машин, расчет их производительности и сроков проведения работ для удаления растительного грунта

Операция №1 : Первая необходимая операция – срез растительного грунта. Для нахождения максимального объема работ на захватке, необходимо посчитать производительность ведущей машины – бульдозера.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

м³ ;

м³ /см

Схема работы бульдозера при B>40 м

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:

1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,84;

· Высота отвала h, м: 1,05;

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при работе по продольно-поперечной схеме считается в два этапа: при разработке грунта и при его перемещении

Производительность бульдозера при срезке грунта:

, м³ /ч, где

b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=338,07 м³ /ч

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние считается по формуле

,м

где - ширина полосы, с которой снимается грунт, м

c – расстояние от границы полосы, с которой снимается грунт, до места складирования грунта, м

β – угол поперечного прохода к валу грунта (β=50…80⁰ )

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при срезании и перемещении грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может срезать, а потом переместить это количество грунта, уложившись в час т.е. совместим 2 операции в одну и посчитаем для нее производительность:

- время, за которое срезается грунт (доли часа);

1- - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим :

=0,11447 часа; = м³ /ч

=38,7 м³ /ч грунта

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,52

· Высота отвала h, м: 1,52

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при срезке грунта:

, м³ /ч, где

b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=299,97 м³ /ч

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние считается по формуле

,м

где - ширина полосы, с которой снимается грунт, м

c – расстояние от границы полосы, с которой снимается грунт, до места складирования грунта, м

β – угол поперечного прохода к валу грунта (β=50…80⁰ )

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при срезании и перемещении грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может срезать, а потом переместить это количество грунта, уложившись в час:

=62,7 м³ /ч грунта

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 3,94

· Высота отвала h, м: 1,4

· Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при срезке грунта:

, м³ /ч,

Где b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=547,18 м³ /ч

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние считается по формуле

,м

где - ширина полосы, с которой снимается грунт, м

c – расстояние от границы полосы, с которой снимается грунт, до места складирования грунта, м

β – угол поперечного прохода к валу грунта (β=50…80⁰ )

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при срезании и перемещении грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может срезать, а потом переместить это количество грунта, уложившись в час:

=110,4 м³ /ч грунта

Найдем максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего наибольшую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №2 : погрузка срезанного растительного грунта в автомобили-самосвалы.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

, \

где - объем вывозимого грунта:

,

где - объем растительного слоя, оставляемого для газонов и разделительной полосы;

(где - ширина газона, - ширина разделительной полосы);

м² ;

м³ /см;

Для расчета выбираем 3 погрузчика средних характеристик:

1) Амкодор – 322, имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 2,2

· Вместимость ковша , т: 1,24

Производительность данного типа машин считается по формуле:

, м³ /ч,

где - грузоподъемность укладчика, т

t_ц – время полного цикла (при дальности перемещения до 10 м следует принимать: для пневмоколесных погрузчиков t_Ц = 0,012 ч, для погрузчиков на гусеничном ходу t_Ц =0,017 ч; на каждые следующие 10 м дальности перемещения следует добавлять к t_Ц : для пневмоколесных погрузчиков 0,008 ч, для погрузчиков на гусеничном ходу 0,013 ч), т.к. при планировании стройплощадки дальность транспортирования грунта составила менее 10 м, выбираем 0,012, ч.

ρ – насыпная плотность материала или грунта, составляет 1,5 т/м³ для растительного грунта;

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени при погрузке в транспортные средства (0,7);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,6);

, м³ /ч,

2) ТО-18Д имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 2,7

· Вместимость ковша , т: 1,5

Производительность данного типа машин считается по формуле:

, м³ /ч,

где - грузоподъемность укладчика, т

t_ц – время полного цикла, выбираем 0,012, ч.

ρ – насыпная плотность материала или грунта, составляет 1,5 т/м³

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени при погрузке в транспортные средства (0,7);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,6);

, м³ /ч,

3) ТО-18Б имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 3,3

· Вместимость ковша , т: 1,9

Производительность данного типа машин считается по формуле:

, м³ /ч,

где - грузоподъемность укладчика, т

t_ц – время полного цикла, выбираем 0,012, ч.

ρ – насыпная плотность материала или грунта, составляет 1,5 т/м³

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени при погрузке в транспортные средства (0,7);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,6);

, м³ /ч,

Находим максимальный сменный объем для погрузчика ТО – 18Б (с самой большой производительностью):

м³ /см

Находим приращение:

Операция №3 ,заключительная на этом этапе – транспортировка срезанного грунта автосамосвалом на заданное расстояние. Выбираем 3 автосамосвала средних характеристик:

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

м³ /см;

1) Автомобиль – самосвал МАЗ – 5551: имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 10;

· Объем кузова , м³ : 5,5;

· Скорость движения V км/ч: по грунтовым и специальным дорогам – 28; по дорогам с твердым покрытием – 40;

Производительность

, м³ /ч

где - грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,5 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км;

V – скорость движения, км/ч;

- время погрузки автомобиля, ч (=0,20 ч);

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч);

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

2) Автомобиль – самосвал Камаз-65115: имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 15;

· Объем кузова , м³ : 10,5;

· Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –30; по дорогам с твердым покрытием – 45;

- грузоподъемность автомобиля-самосвала, т;

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,5 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км;

V – скорость движения, км/ч;

- время погрузки автомобиля, ч (=0,27 ч);

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч);

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

3) Автомобиль – самосвал МАЗ-551603-023: имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 20;

· Объем кузова , м³ : 12,5;

· Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –35; по дорогам с твердым покрытием –50;

- грузоподъемность автомобиля-самосвала, т;

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,5 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км;

V – скорость движения, км/ч;

- время погрузки автомобиля, ч (=0,35 ч);

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч);

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

Находим максимальный сменный объем для автомобиля – самосвала МАЗ – 551603-023 (с самой большой производительностью): м³ /см

Находим приращение:

3.3 Строительство земляного полотна, варианты машин, расчет их производительности, определение сроков строительства

Строительство насыпи будет идти параллельно двумя путями:

1) В части объекта, где необходимо возводить высокую насыпь, и где не хватает местного грунта из выемки, насыпь возводится послойным разравниванием бульдозером. Ведущая машина – экскаватор, работающий в карьере на добыче грунта.

2) В другой части объекта, где грунта выемки хватает на создание насыпи, используем грунт, получаемый при разработке корыта бульдозером. Ведущая машина здесь – бульдозер.

Здесь же отметим, что, так как насыпь возводится из суглинка тяжелого пылеватого, который плохо подходит для возведения насыпей, следовательно грунт необходимо укреплять вяжущими, или вводить примесь другого грунта. Но так как эта задача в данной курсовой работе не ставилась, ограничимся лишь примерным способом ее решения.

Операция №4 : Первая необходимая здесь операция: доуплотнение основания после снятия растительного грунта катками.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

При помощи графика распределения земляных масс определим, на какой длине строящейся улицы необходимо использовать привозной грунт, а на какой местный:

На протяжении участка м, на возведение насыпи хватает местного грунта, на оставшейся же части строящейся улицы длиной м местного грунта не хватает, и на строительство насыпи здесь необходимо привлекать экскаваторный отряд и использовать привозной грунт из карьера.

· При возведении насыпи из привозного грунта на участке длиной м необходимо доуплотнение по всей ширине улицы, толщину уплотнения при этом примем 0,15м

м³ ;

· При возведении насыпи из местного грунта на участке улицы длиной м, доуплотнению подвергаются только газоны (шириной м) и разделительные полосы (шириной м), чтобы не затруднять работу бульдозера при последующей разработке корыта. Толщина уплотнения м

м³ ;

м³ /см;

м³ /см;

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 12,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

, м³ /ч

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,25 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =6 (при доуплотнении необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении , данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,75);

65,25м³ /ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAGBW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 8,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMMGRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т:8,8т;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

156,75м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,20 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMMGRW 10, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

;

На части объекта длиной м, необходимо создание насыпи до отметки дна корыта (при строительстве насыпи на данном участке, создание присыпного корыта будет более целесообразно, чем врезного) из привозного грунта.

Объем работ для этой операции - =12067,3 м³

Операция №5 : Разработка грунта в карьере, ведется экскаваторами.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

м³ /см

Для расчета выбираем 3 экскаватора средних характеристик:

1) Экскаватор АТЭК-851, имеющий следующие технические характеристики:

· Тип ходового оборудования: пневмоколесный;

· Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

· Вместимость ковша q_Э ,м³ – 0,8;

· Максимальная глубина копания Н_К , м – 5,26;

· Максимальный радиус: копания R_K , м –8,28; разгрузки R_P , м – 7,4;

· Максимальная высота разгрузки Н_Р , м – 7,43

Производительность бульдозера считается по формуле:

где - вместимость ковша экскаватора, м³ ;

- продолжительность цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для несвязных материалов и грунтов, =1,2 для глинистых грунтов; =0,7 – при погрузке в транспортные средства; =0,6;

2) Экскаватор ЭО-4225А, имеющий следующие технические характеристики:

· Тип ходового оборудования: пневмоколесный;

· Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

· Вместимость ковша ,м³ – 1,42;

· Максимальная глубина копания Н_к , м – 6,3;

· Максимальный радиус: копания R_K , м –8,0; разгрузки R_P , м – 7,3;

· Максимальная высота разгрузки Н_р , м – 6,5

Производительность:

3) Экскаватор R924, имеющий следующие технические характеристики:

· Тип ходового оборудования: гусеничный;

· Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

· Вместимость ковша ,м³ – 2;

· Максимальная глубина копания Н_к , м – 7,6;

· Максимальный радиус: копания R_K , м – 10,6; разгрузки R_P , м – 9,3;

· Максимальная высота разгрузки Н_р , м –7,2;

Производительность:

Находим максимальный сменный объем для экскаватора R924, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №6 : Транспортировка грунта, идущего на насыпь, автомобилями-самосвалами. Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

м³ /см.

Выбираем 3 автосамосвала средних характеристик:

1) Автомобиль – самосвал МАЗ – 5551, имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 10;

· Объем кузова , м³ : 5,5

· Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам – 28; по дорогам с твердым покрытием - 40

Производительность

, где

- грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность суглинка тяжелого– 1,42 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

- время погрузки автомобиля, ч (=0,20 ч)

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

2) Автомобиль – самосвал Камаз-65115: имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 15

· Объем кузова , м³ : 10,5

· Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –30; по дорогам с твердым покрытием – 45;

- грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,42 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

- время погрузки автомобиля, ч (=0,27 ч)

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

3) Автомобиль – самосвал МАЗ-551603-023: имеющий следующие технические характеристики:

· Грузоподъемность, , т: 20

· Объем кузова , м³ : 12,5

· Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –35; по дорогам с твердым покрытием –50;

- грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,42 т/м³ );

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

- время погрузки автомобиля, ч (=0,35 ч)

- время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

м³ /ч,

Находим максимальный сменный объем для автомобиля-самосвала МАЗ-551603-023, имеющего самую большую производительность

м³ /см

Находим приращение:

Операция №7 : Разравнивание грунта бульдозером, возведение насыпи.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

м³ /см

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:
1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,84

· Высота отвала h, м: 1,05

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

, м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,52

· Высота отвала h, м: 1,52

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 3,94

· Высота отвала h, м: 1,4

· Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность

м³ /см

Находим приращение:

Операция №8 : Уплотнение грунта насыпи

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

,

где - объем грунта насыпи, который подлежит уплотнению, на участке длиной 334,5 м, шириной м и на глубину 0,15 м.

=2684,36м³

м³ /см;

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 12,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

Где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,25 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =8 (данные о количестве проходов при уплотнении , данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,75);

48,93 м³ /ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAGBW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 8,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMMGRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т:8,8т;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

117,34м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMMGRW 10, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

На части объекта длинойм насыпь создается из грунта, получаемого при разработке врезного корыта для дорожной одежды.

Операция №9 : Разработка корыта бульдозером, совершается продольными проходами.

На части объекта, где используется привозной грунт, целесообразнее использовать присыпное корыто, поэтому бульдозер будет вести разработку корыта только в местах, где образуется выемка

Найдем минимальный сменный объем, который равен объему получившейся выемки: =12890,9 м³

,

где м³ ;

м³ /см;

Работа при разработке корыта будет организована следующим образом: бульдозер совершает продольные проходы длиной = 80м (расстояние между соседними валами грунта, которые образовываются при этой операции) с рабочей скоростью, зарезая грунт по всей длине прохода (80м). Так как проходы совершаются с некоторым отступлением друг от друга, будут образовываться стенки, препятствующие потере грунта при его перемещении на нужную длину. В некоторых местах требуемая глубина разработки превышает предельную для бульдозера примерно в 2 раза. Следовательно, необходимо 2 прохода по каждой полосе. Чтобы бульдозер при этом зарезал только необходимую часть грунта, ему необходимо работать по некоторому уклону, который обеспечиваем с помощью привлечения новейших технических средств (навигация по лазерному лучу, и т.п.)

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:

1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,84

· Высота отвала h, м: 1,05

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

При разработке грунта:

, м³ /ч,

Где b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=314,74 м³ /ч

Работа ведется в 2 прохода: м³ /ч

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,52

· Высота отвала h, м: 1,52

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при разработке грунта:

, м³ /ч,

Где b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=279,28м³ /ч

м³ /ч

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 3,94

· Высота отвала h, м: 1,4

· Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при разработке грунта:

, м³ /ч, где

b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰ …60⁰ );

- толщина снимаемого слоя грунта, м;

- скорость зарезания грунта, км/ч;

- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=509,42м³ /ч

м³ /ч

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №10 : Перемещение и разравнивание грунта на газоне и разделительной полосе (длина перемещения – полуширина газона или разделительной полосы)

Найдем минимальный сменный объем, который равен объему получившейся выемки: =12890,9 м³

,

где м³ ;

м³ /см;

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:

1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,84

· Высота отвала h, м: 1,05

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Общую часовую производительность для этой операции рассчитаем, исходя из следующего принципа: бульдозер должен успеть разровнять такое же количество грунта, сколько он переместит на газон.

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние равно полуширине газона

м

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

, м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час, т.е. совместим 2 операции в одну и посчитаем для нее производительность:

- время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,554 часа; = м³ /ч

=29 м³ /ч грунта

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 2,52

· Высота отвала h, м: 1,52

· Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние равно полуширине газона

м

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

- время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,56 часа; = м³ /ч

=53,7 м³ /ч грунта

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

· Длина отвала b,м: 3,94

· Высота отвала h, м: 1,4

· Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³ /ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³ :

м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

равно полуширине газона

м

, ч

ч

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

м³ /ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м³ /ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³ ;

- время полного цикла, ч;

- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

м³ ,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

- время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,57 часа; = м³ /ч

=74,76 м³ /ч грунта

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №11 : Уплотнение грунта на газоне и разделительной полосе.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

м³ /см

где - объем грунта насыпи из местного грунта, (будет распределен на участке длиной 1665,5 м, шириной (2*8+6) м; глубину уплотнения примем 0,15 м) который подлежит уплотнению,

м³ ,

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 12,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =8 (данные о количестве проходов при уплотнении , данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,75);

48,93 м³ /ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAGBW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 8,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMMGRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т:8,8т;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

117,34м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMMGRW 10, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №:12 : Профилирование поперечного профиля в красных линиях.

Исходя из директивных сроков строительства, определяем минимальный сменный объем:

Определяем минимальный сменный объем работ для данной операции:

, м² /см

Где - площадь профилируемой поверхности, при длине улицы 2000м и ширине 53,5м, = 107000 м² , так как создать поперечный профиль, обеспечивающий требуемый уклон для отвода воды, необходимо по всей длине улицы на каждом ее элементе.

Для получения возможности провести оптимизацию в программе «Оптима», необходимо привести объем работ от квадратных метров к кубическим.

Рабочий орган автогрейдера при профилировании заглубляется в слой материала на = 0,1 - 0,15м, исходя из этого, вносим коррективы в минимальный сменный объем работ:

, м³ /см

Для расчета выбираем 3 автогрейдера средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Автогрейдер ДЗ-80 обладающий следующими характеристиками:

· Длина отвала b, м: 3,04 м

· Высота отвала h, м: 0,5 м

· Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании – 4,8; при профилировании – 10,0;

Производительность автогрейдера при профилировании поверхности:

, м² /ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰ ) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

- рабочая скорость, км/ч;

- время разворота, ч (=0,01 ч) ;

- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

- коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

м² /ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

м³ /ч

2) Автогрейдер ДЗ-180А, обладающий следующими характеристиками:

· Длина отвала b, м: 3,74;

· Высота отвала h, м: 0,62;

· Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м² /ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰ ) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

- рабочая скорость, км/ч;

- время разворота, ч (=0,01 ч) ;

- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

- коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

м² /ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

м³ /ч

3) Автогрейдер ДЗ-98В, обладающий следующими характеристиками:

· Длина отвала b, м:4,27;

· Высота отвала h, м: 0,71;

· Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м² /ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰ ) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

- рабочая скорость, км/ч;

- время разворота, ч (=0,01 ч) ;

- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

- коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

м² /ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

м³ /ч

Находим максимальный сменный объем для автогрейдера ДЗ-98В, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

Операция №13 : Доуплотнение грунта земляного полотна. Заключительная для данного этапа строительства операция, проводится по всей ширине улицы.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

м³ /см

где - объем грунта насыпи, который подлежит уплотнению: по всей длине улицы - 2000м, на всю ее ширину –53,5м и на глубину =0,15

м³

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 12,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =6 (при доуплотнении необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении , данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,75);

62,25 м³ /ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAGBW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т: 8,0;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMMGRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

· Масса, т:8,8т;

· Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

· Рабочая скорость при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

· Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

157,15м³ /ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMMGRW 10, имеющего самую большую производительность:

м³ /см

Находим приращение:

3.4 Оптимизация сменных объемов работ на ЭВМ

Подготовка данных для расчета на ЭВМ

Теперь необходимо распределить операции по этапам и выбрать отряд машин для каждого:

1-й этап: Снятие и транспортировка растительного грунта.

1. Срез и перемещение растительного грунта за красные линии

2. Погрузка растительного грунта в автомобили-самосвалы

3. Транспортировка растительного грунта на место складирования.

Ведущая машина-бульдозер

2-й этап: Возведение насыпи из привозного грунта.

1. Доуплотнение основания после снятия растительного грунта

2. Разработка грунта в карьере экскаваторами*

3. Транспортировка грунта автомобилем-самосвалом *

4. Разравнивание грунта бульдозером, возведение насыпи*

5. Уплотнение грунта насыпи*

Ведущая машина-экскаватор

3-й этап: Возведение насыпи из местного грунта.

1. Доуплотнение основания после снятия растительного грунта

2. Разработка корыта бульдозером**

3. Перемещение и разравнивание грунта на газоне и разделительной полосе**

4. Уплотнение грунта на газоне и разделительной полосе**

Ведущая машина-бульдозер

4-й этап: Придание требуемого профиля насыпи, доуплотнение.

1. Профилирование поперечного профиля в красных линиях

2. Доуплотнение грунта земляного полотна

Ведущая машина-пневмокаток

Из графиков и распечаток оптимизации видно, что иногда не удается уложить все операции вместе в 8,2 часа. Поэтому следует разработать более точные графики работы, где распределение по времени идет не по захваткам, а, например, по каждой машине в отдельности. Но так как в этой курсовой такой вопрос не ставится, оставим его без ответа.

4. Контроль качества работ

В практике дорожного строительства введено три вида контроля:

· Входной контроль (связан с проверкой качества проектно-сметной документации)

Выполняется на начальной стадии строительства строительной организацией, включает в себя контроль строительных материалов лабораторной службой.

Серьезнейшему контролю должен подвергаться песок, как один из основных строительных материалов, у песков определяются:

1. Коэффициент фильтрации (1 контрольная проба на 500 кубометров)

2. Модуль упругости

3. Грансостав

В итоге лаборатория дает заключение, можно использовать данный материал, или нельзя.

· Операционный контроль

Это основное звено в системе контроля земляного полотна. Его цель являются повышения качества сооружения зем. полотна, предупреждение брака, обнаружение и исправление дефектов, а также повышение личной ответственнгости исполнителей за выполненные работы. Ход строительных работ выполняется подрядной организацией (осуществление возлагают на производителей работ и дорожных мастеров с привлечением при необходимости строительной лаборатории и геодезической службы). Плотность и однородность грунтов контролируют в процессе производства земляных работ, пользуясь простейшими приборами операционного контроля, в частности различными пенетрометрами и зондами, а также радиоизотопными или электронными приборами, причем образцы грунта для определения их плотности, влажности и однородности отбирают с учетом коэффициента вариации и соответствующего уровня надежности a. При производстве земляных работ разрешается пробное уплотнение, когда задана технология работ со строгим соблюдением действующих требований к плотности, влажности и однородности грунтов. В этом случае число измерений может быть существенно уменьшено.

Контролю подвергаются:

1. Геометрический профиль (поперечный уклон, отметки, ширина от оси до бровки земляного полотна)

2. Физико-химический контроль (коэффициент уплотнения, влажность грунтов, прочность на разрыв геотекстиля, коэффициент фильтрации)

3. При укладке трубчатых дрен контролю подвергаются:

· Дно ровика

· Геометрические параметры ровика

· Качество стыков

· Плотность песка после засыпки и уплотнения ручными трамбовками

4. Окончательно уплотненный песчаный слой

· Приемочный контроль

К сдаче зем. полотно предъявляется полностью готовым, включая укрепление откосов и полевую часть, в пределах красных линий, приведенную в состояние, удовлетворяющее экологическим требованиям. Промежуточную приемку водоотводных, дренажных, противооползневых и т.п. обычно производят до сдачи зем. полотна. При приемочном контроле проверяется журнал ведения работ, в котором нумеруют все страницы и их количество регистрируют подписью главного инженера, составляется акт на работу и т.д. Приемк у земляного полотна и входящих в комплекс сооружений проводится на основе визуального освидетельствования в натуре, контрольных замеров, исполнительных чертежей, журнала операционного контроля качества зем. работ и спец. журналов наблюдений и лабораторных испытаний. Члены комиссии должны убедиться в качественном исполнении земляных работ строго в соответствии с проектом и действующими нормами.

Кроме того, члены комиссии проверяют качество уплотнения зем. полотна с учетом его однородности. Следует также убедиться в отсутствии местных просадок грунта, колей и переувлажнения участков. Контрольную проверку выполняют не менее чем в трех местах на каждом километре улицы и дополнительно в местах сопряжения земляного полотна с искусственными сооружениями. Образцы отбираются режущими кольцами. Значение влажности и плотности грунтов определяются в лаборатории стандартными методами.

Более оперативно проводят испытания при помощи операционных методов без отбора образцов. Так, в процессе приемки допускается пользование приборами операционного контроля земляных работ.

При испытании особенное внимание следует обратить на приборы, которыми выполняется контроль:

· Режущее кольцо

С его помощью из грунтовой толщи выбирается грунт без нарушения его структуры, и проводятся испытания стандартными способами

Коэффициент уплотнения грунта, который в верхних слоя должен быть наиболее высоким (порядка 1,0 – 0,95), определяется по формуле:

Максимальная плотность грунта находится с помощью прибора стандартного уплотнения ДОРНИИ.

· Плотность различных грунтов также можно определить статическим микрозондом РБ – 110.

Испытания проводятся трехкратно. Результаты испытаний практически не превышают 3% по сравнению с методом стандартного уплотнения ДОРНИИ. Длительность одного испытания составляет 2 мин. Разность отчетов по градуированному графику для данного грунта позволяет в течении секунд установить действительное значение К_0.

Недостаток прибора, как и всех пенетрометров, связан с необходимостью иметь на нем шкалу значений К₀ для различных грунтовых разностей, чтобы не приходилось на объектах строительства каждый раз градуировать пенетрометры или зонды.

· Для определения плотности только песчаных или гравелистых грунтов применяют динамический плотномер Д – 51, состоящий из штока, гири весом 2,5 кг и рукоятки. На площадке не менее 40*40 см измеряют показатель условного динамического сопротивления P_Д 3 -5 раз. По графику определяют факт. плотность грунта. Средняя относительная ошибка 3%, время испытания – 1,1 мин.

Плотномер динамический универсальный КП-150

· Радиоизотопные методы контроля плотности м влажности грунтов

Наибольшее распространение получил поверхностный влагомер-плотномер РВПП-1 для измерения плотности и влажности до глубины 30 см. Значение плотности определяют по изменению интенсивности гамма-излучения при прохождении его через грунт. Значение влажности определяют при помощи нейтронного метода, основанного на замедлении быстрых нейтронов ядрами водорода, содержащимися в воде. Два блока источника совмещены в одном корпусе и экранированы защитным контейнером. Погружение источников нейтронного и гамма-излучения осуществляется при помощи двух ручек. При производстве работ особое значение следует уделять радиационной безопасности.

Схема радиотопных влагомеров-плотномеров грунтов: 1- источник излучения;

2 – защитный экран; 3 – детектор импульсов; 4 – траектория частиц;

Литература:

1. Ю.М. Горячев, Г.А. Копылов, М.Г. Горячев «Строительство автомобильной дороги». - М.: 2007.

2. М.Г. Горячев, Лугов С.В «Средства дорожной механизации и расчет производительности». – М.: 2003/

3. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР, 1986.

4. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. - М, 2001.

5. Тулаев А.Я., Авсеенко А.А., Малицкий Л.С. Строительство улиц и городских дорог. Ч.1- М.: Стройиздат, 1987.

6. Тулаев А.Я. Строительство земляного полотна городских дорог. - М.: Стройиздат,1983.