Розраховують конструкцію за умовою зсувостійкості в ґрунті.

+

Діючі в ґрунті активні напруження зсуву вираховують за формулою (3.12) [1]:

Т_а= τр;

Для визначення τ попередньо призначену дорожню конструкцію приводять до двошарової розрахункової моделі.

В якості нижнього шару моделі приймають ґрунт (суглинок важкий глина пилуватий) з насту-пними характеристиками при Wp = 0,61 W_L і Σ Np = 2000000 одиниць: Е_н = 34 МПа, ϕ = 16° та С = 0,034 (таблиця Д.7) [1].

Модуль пружності верхнього шару моделі вираховують за формулою (3.11) [1], де значення модулів пружності матеріалів, які містять органічне в'яжуче, призначають за таблицею Е.2[1] при розрахунковій температурі 35 °С (таблиця 3.8) [1].

Е_в=(5*1800+6*1800+10*600+25*180+30*200)/76=477.8Мпа

Для відношень Е_в/Е_н457.8/180=2,64 h_в/D=76/34,5=2, 2

при ϕ_n=ϕK_nϕ=16°*0.30=4.8° (K_nϕ визначають за таблицею Д.8) [1] за допомогою номограми (рисунок 3.5) [1] знаходять активне напруження зсуву: τ_н = 0,008Мпа

Таким чином Та = 0,08 · 0,8 = 0,064МПа.

Граничне активне напруження зсуву Тгр у ґрунті робочого шару визначають за формулою (3.13) [1]

Т_гр=С_NК_д+0,1γ_срZ_опtg(ϕ_n),

де С_N=Сk_nc=0.015*0.3=0.45 МПа

k_nc=0,3(таблиця Д 8) [1], К_д=1,

Z_оп=5+6+10+25+30=76 см

γ_ср = 0,002 кг/см³;

0,1 – коефіцієнт для переводу в МПа.

Т_гр=0,45*1+0,1*0,002*76tg13°=0.01104 МПа

К_мц=Т_гр/Т_а=1,72< К_мц^потр=1,48 (таблиця 3.1) [1].

 

Розраховують конструкцію на опір монолітних шарів руйнуванню від розтягу при згині.

Розрахунок виконують у такій послідовності:

Приводять конструкцію до двошарової моделі, де нижній шар моделі – частина конструкції, розташована нижче за пакет асфальтобетонних шарів. Модуль пружності нижнього шару визначають за номограмою рисунка 3.3[1].

Е_н=207МПа(див. розрахунок №1)

До верхнього шару відносять всі асфальтобетонні шари. Модуль пружності верхнього шару вираховують за формулою (3.11) [1]:

Е_в=∑Е_іh_і/∑h_і,

Е_в=(5*4500+6*4500)/11=4500МПа

Модулі пружності асфальтобетонних шарів призначають за таблицею Е.1.[1]

Для відношень h_в/D=11/34,5=0,32 та Е_в/Е_н=4500/318=14.15

за номограмою (рисунок 3.6) [1]визначають σ_r' = 1,7.

Розрахункове розтягуюче напруження визначають за формулою (3.16).[1]

σ_r= σr'pKб=2*0,8*1=1, 6МПа

Визначають допустиме розтягуюче напруження при згині асфальтобетону за формулою (3.17).[1]:

R_p=R_лабК_mK_rnК_т,

R_лаб=7,2МПа для нижнього шару асфальтобетонного пакета (таблиця Е.1) [1];

К_m=0,9 (таблиця 3.10); К_т=0,8(таблиця 3.11) [1];

K_кn=К_пр∑N_p^-(1/m),

К_пр=8,0та m=4 (таблиця Е.1) [1]

K_кn=8.0*2000000^-(1/5.5)=0.572,

R_p=8,0*0,9*0,572*0,8=3,29

R_p/ σ_r=3,29/1.6=2,05, що більше, ніж К_мц^потр=1,39 (таблиця 3.1) [1].

Відповідно, вибрана конструкція задовольняє умову міцності на опір монолітних шарів руйнуванню від розтягу при згині.

Умова за морозостійкістю

Глибина промерзання грунту у Луганській області-0.100м

Н_дор.од. > 2/3 Н_{пром. = 66.6(см)>2\3*100(см)}

76(см)>66.6(см)

Висновок: вибрана конструкція відповідає всім критеріям міцності.

 

 

Висновок: вибрана конструкція відповідає всім критеріям міцності.

 

Варіант 3

Необхідно запроектувати дорожній одяг з наступними вихідними даними:

- дорога проходить у дорожньо-кліматичній зоні IVр9 (рис.В.1) [1];

- категорія автомобільної дороги – II;

-розрахункова температура Т=35°С(таблиця 3.8) [1],

- за розрахункове навантаження прийнятий автомобіль групи А1 з розрахунковими параметрами (таблиця Ж.1) [1]:р = 0,8 МПа, D = 34,5 см;

- сумарну кількість прикладень навантаження за строк служби ∑N_р=2000000 одининиць.

- ґрунт робочого шару земляного полотна – важкий суглинок глина W_p=0.61W_L;

Попередньо призначають конструкцію та розрахункові значення розрахункових параметрів:

- для розрахунку за допустимим пружним прогином – додаток Д, таблиця Д.7, додаток Е, таблиці Е.2, Е.4 та Е.5[1];

- для розрахунку за умовою зсувостійкості – додаток Д, таблиці Д.7 та Д.8, додаток Е, таблиці Е.2, Е.4 та Е.5[1];

- для розрахунку на опір монолітних шарів руйнуванню від розтягу при згині – додаток Е, таблиця Е. 1[1].

Отримані дані зводяться у таблицю 1.

№п/п	Матеріал шару	h,см	Розрахунок за
пружним прогином, Е, МПа	опором зсуву, Е, МПа	опором розтягу при згині
Е, МПа	Rлаб, МПа	m	Кпр
1.	АБ.Щ.Дз.НП.АІ на БНД60/90					9.8	5.5	4.0
2.	АБ.Щ.КЗ.НП.АII. НШ на БНД60/90					9.8	5.5	4.0
3.	Шлак з підібраним гранулометричним складом за ГОСТ 3344:					-	-	-
4.	Щебінь фракційний марок 800 – 1400, вкладений за способом заклинки за ДСТУ Б В.2.7‑30: з магматичних порід					-	-	-

 

 

1)Розрахунок за допустимим пружним прогином ведуть пошарово,

1)Е_н/Е_в=Е^гр/Е⁵250/350=0,71 h_в/D=h⁵/D=30/34.5=0.86 см

Е⁵_заг/Е⁵=0,87 Е⁵_заг=0,87 *Е⁵=0,87*350=305 МПа

2) Е_н/Е_в= Е⁴_заг/Е³=305/3200=0,1 h_в/D=h³/D=7/34,5=0,20 см

Е³_заг/Е³=0,14 Е³_заг=0,14 *Е³ =0,14*3200=448 МПа

3) Е_н/Е_в= Е³_заг/Е²=448/3200=0,14 h_в/D=h²/D=5/34,5=0,15 см

Е²_заг/Е²=0,16 Е²_заг=0,16 *Е²=0,16*3200=512 МПа

Потрібний модуль пружності визначають графічно або за формулами, приведеними на рисунку 3.2[1]:

Е_потр=42,843│ln ∑N_р│-315,68=42,843*ln2000000-315,68=306 МПа

Визначають коефіцієнт міцності за пружним прогином:

Е_заг/Е_потр=512/306=1.67

Потрібний мінімальний коефіцієнт міцності для розрахунку за допустимим пружним прогином – 1,43 (таблиця 3.1) [1].

Відповідно, вибрана конструкція задовольняє умову міцності за допустимим п

ружним прогином.

Розраховують конструкцію за умовою зсувостійкості в ґрунті.

+

Діючі в ґрунті активні напруження зсуву вираховують за формулою (3.12) [1]:

Т_а= τр;

Для визначення τ попередньо призначену дорожню конструкцію приводять до двошарової розрахункової моделі.

В якості нижнього шару моделі приймають ґрунт (важкий глина пилуватий) з насту-пними характеристиками при Wp = 0,61 W_L і Σ Np = 2000000 одиниць: Е_н = 34 МПа, ϕ = 16° та С = 0,034 (таблиця Д.7) [1].

Модуль пружності верхнього шару моделі вираховують за формулою (3.11) [1], де значення модулів пружності матеріалів, які містять органічне в'яжуче, призначають за таблицею Е.2[1] при розрахунковій температурі 35 °С (таблиця 3.8) [1].

Е_в=(5*1800+7*1800+30*250+25*350)/67=564.9Мпа

Для відношень Е_в/Е_н564.9/250=2,3 h_в/D=67/34,5=1,94

при ϕ_n=ϕK_nϕ=16°*0.30=4.8° (K_nϕ визначають за таблицею Д.8) [1] за допомогою номограми (рисунок 3.5) [1] знаходять активне напруження зсуву: τ_н = 0,008Мпа

Таким чином Та = 0,08 · 0,8 = 0,064МПа.

Граничне активне напруження зсуву Тгр у ґрунті робочого шару визначають за формулою (3.13) [1]

Т_гр=С_NК_д+0,1γ_срZ_опtg(ϕ_n),

де С_N=Сk_nc=0.015*0.34=0.51 МПа

k_nc=0,3(таблиця Д 8) [1], К_д=1,

Z_оп=5+7+25+30=67 см

γ_ср = 0,002 кг/см³;

0,1 – коефіцієнт для переводу в МПа.

Т_гр=0,51*1+0,1*0,002*67tg16°=0.04547 МПа

К_мц=Т_гр/Т_а=8,00< К_мц^потр=1,48 (таблиця 3.1) [1].

 

Розраховують конструкцію на опір монолітних шарів руйнуванню від розтягу при згині.

Розрахунок виконують у такій послідовності:

Приводять конструкцію до двошарової моделі, де нижній шар моделі – частина конструкції, розташована нижче за пакет асфальтобетонних шарів. Модуль пружності нижнього шару визначають за номограмою рисунка 3.3[1].

Е_н=315МПа(див. розрахунок №1)

До верхнього шару відносять всі асфальтобетонні шари. Модуль пружності верхнього шару вираховують за формулою (3.11) [1]:

Е_в=∑Е_іh_і/∑h_і,

Е_в=(5*4500+7*4500)/12=4500МПа

Модулі пружності асфальтобетонних шарів призначають за таблицею Е.1.[1]

Для відношень h_в/D=12/34,5=0,35 та Е_в/Е_н=4500/315=16,3

за номограмою (рисунок 3.6) [1]визначають σ_r' = 1,9.

Розрахункове розтягуюче напруження визначають за формулою (3.16).[1]

σ_r= σr'pKб=1,9*0,8*1=1,52МПа

Визначають допустиме розтягуюче напруження при згині асфальтобетону за формулою (3.17).[1]:

R_p=R_лабК_mK_rnК_т,

R_лаб=7,2МПа для нижнього шару асфальтобетонного пакета (таблиця Е.1) [1];

К_m=0,9 (таблиця 3.10); К_т=0,8(таблиця 3.11) [1];

K_кn=К_пр∑N_p^-(1/m),

К_пр=8,0та m=4 (таблиця Е.1) [1]

K_кn=8.0*2000000^-(1/5.5)=0.572,

R_p=8,0*0,9*0,572*0,8=3,29

R_p/ σ_r=3,29/1,52=2,16, що більше, ніж К_мц^потр=1,39 (таблиця 3.1) [1].

Відповідно, вибрана конструкція задовольняє умову міцності на опір монолітних шарів руйнуванню від розтягу при згині.

Умова за морозостійкістю

Глибина промерзання грунту у Луганській області-0.100м

Н_дор.од. > 2/3 Н_{пром. = 66.6(см)>2\3*100(см)}

67(см)>66.6(см)

Висновок: вибрана конструкція відповідає всім критеріям міцності.

 

 

Висновок: вибрана конструкція відповідає всім критеріям міцності.

 

Таблиця порівняння варіантів дорожнього одягу.

 

Констр.шар дорожнього покриття	Од.виміру	Розхід на один. виміру грн. I II	К-ть один. виміру	Вартість 1км, у грн.(ціни 1984р) I II III
А/бетон дрібно-зернистий
А/бетон крупнозе- рнистий
Чорний щебінь
Шлак з підібраним грануломет- ричним складом
Рядовий шлаковий щебінь
Шлаковий щебінь
ПГС
Гравелисто піщана суміш укріплена цементом Іклас
Гравелисто піщана суміш укріплена цементом ІІклас
Піщано-гравійні суміші за ДСТУ Б В.2.7-30

 

З таблиці порівняння варіантів дорожнього одягу вибираємо найбільш економічний перший варіант. Приймаємо його за основний.

 

Організація дорожнього руху.

 

Для впорякування дорожнього руху,підвищення безпеки і покращення інформації водіїв запроектовані:

1. Дорожні знаки (ГОСТ 13508-74; ГОСТ 23457-79):

5.21.1 – вказувач напрямку – 2шт

1.24 – головна дорога – 2шт

2. Дорожня розмітка (ГОСТ 13508-74; ГОСТ 23457-79):

1.1 – суцільна розмітка

1.5 - пунктирна

1.6 – густа пунктирна

2.1 – розмітка торцьової частини бар”єру

2.5 – бокова розмітка з/б брусу

3. Огороджуючі засоби:

сигнальні стовпчики та з/б брус.

 

 

Примітка: Відомість огороджуючих засобів, розмітки і дорожніх знаків приведені

на листі “Схема обстановки дороги “.

 

 

Технологія

І організація

Будівництва

 

 

Розрахунок тривалості будівництва.

 

Для визначення календарної тривалості будівництва будуємо дорожньо-кліматичний графік району будівництва. Він визначає строки виконання робіт в залежності від температури повітря, виконує функцію планування об’єму робіт в часі в залежності від технології. Для побудови графіка використовують СНіП 2.01.-82. в період весняного і осіннього бездоріжжя плануються об’єми по влаштуванню штучних споруд і доставки матеріалів.

Початок весняного бездоріжжя принімаємо після встановлення середньодобової температури.

ZA*Z0+5/2=15. III+5/30=17.III

Zк=Zп=0,7*hпр=17. III+0,7*80/30=6.IV

 

Тривалість весняного бездоріжжя принімається при умові середньодобової t0=3-50C і при переході через О0С.

Zн=7. ХІ; =Z/к=24. ХІ.

 

Тривалість осіннього бездоріжжя

Тос=Z/к-Z/н=24. ХІ-7.ХІ=17днів

 

Визначаємо необхідну кількість днів для виконання лінійних робіт:

Тлін= Zн- Zк=7. Х-6IV=5+21+23+23+23+21+23+16=155днів.

 

Для виконання зосереджених робіт:

Тзос=Тробріч-Та-Тсес=257-19-17=221день

 

Тривалість розробки мерзлих ґрунтів:

Тхол= Z/к- Zн=24. ІХ-17. ІІІ=61

 

Визначаємо необхідну швидкість потоку, виходячи з кліматичних умов

V/к=Lтр/Тлін=6,4/155=0,042 км/зміну

 

Цю величину порівнюємо із встановленою швидкістю потоку, що рівна 0,15-0,3 км/зм. Так, як Vк> V/к, то за розрахункову швидкість приймаємо Vк=100 м/зміну. Тоді необхідна кількість днів:

Т=6,45/0,1=65днів

При проектуванні організації будівництва дороги поточним методом необхідно встановити такі основні параметри комплексного дорожно-будівельного потоку:

· Початок робіт Т_р

· Тривалість робіт Т

· Закінчення робіт Т_з

· Період розверчення потоку Т_р

· Швидкість потоку V_п

· Довжина фронту робіт L_ф

Тривалість робіт визначається як різниця:

Т=Т_з-Т_п

Назначаючи Т­_р і Т_п, необхідно враховувати кліматичні умови району будівництва. Для цієї мети за даними спостережень гідрометеостанцій будуємо дорожно-кліматичний графік.

 

Вихідні дані для побудови дорожно-кліматичного графіку

 

№ п/п	Наймену- вання даних	Місяці року
І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VI	VI	VIII	IX	X	XI	XII
	Середньодобтемпература повітря	-5.9	-4.8	0.8		16.3	19.9	21.7	20.6		7.9	2.4	-2.2
	Тривалість світлового дня, год.	7,9	8,7	11,9	13,8	15,6	16,5	15,8	14,2	12,4	10,4	8,7	8,1

 

При проведенні робіт з тривалості будівельного сезону необхідно виключити періоди весняного і осіннього бездоріжжя, які визначаються за формулою:

Т­_вес = Z_k – Z_м T_ос = Z¢_k - Z¢_м

Де Z_м і Z_к, дати початку і закінчення весняного бездоріжжя;

Z¢_k і Z¢_м, теж саме осіннього.

Ці величини встановлюються за формулами:

де Z₀ – дата переходу температури повітря весною через 0°С рівна по інтерполяції;

a - коефіцієнт, що характеризує швидкість розмерзання грунту за добу, рівний 2,5 см/добу.

h_пр – середня максимальна глибина промерзання грунту:100×1,2 = 120см.

Z_м = 24.ІІІ + 5/2,5 = 26,ІІІ

Z_k =26.ІІІ + 0,5× 120/2,0 =25.ІV

Весняний 26.ІV - 25.ІІІ. =30день

Осінній 26.ХІ –2.ХI = 21 дні

Далі вираховуємо тривалість робіт по кліматичних умовах за формулами:

1. для лінійних робіт:

Т­­­­_кл^лін = Z¢_м - Z

 

Т­­­­_кл^лін = 9.ХI – 25.ІV = 6+(31+30+31+31+30+31) + 9 = 199 дні

 

2. для зосереджених робіт:

Т_кл^зос =365 – Т_вес –Т_ос;

 

Т_кл^зос = 365 – 21 –30 = 314 днів

3. для розробки мерзлих грунтів:

Т_кл^мер = Т_хол; Т_кл^мер = 113 днів;

Де Т_хол; - тривалість холодного періоду (від нульової температури осінню, до нульової температури весною).

4. для виконання робіт першої групи (робіт при t_в= 0°С)

Т_кл = Т0°С Т_кл = 252 днів.

Де Т0°С – число днів в році з температурою більшою 0°С.

t0°С = 365 - Т_хол = 365 – 113 =252днів.

5. для виконання робіт другої групи (при t = 5°С)

Т_кл² = Т_кл¢ - Т5°С =248 – 53 = 199 дні;

Де Т5°С - число днів в році з температурою 0 – 5°С.

Т5°С = 30 + 23 = 53днів.

6. для виконання робіт третьої групи (при t > 10°С).

Т_кл^ІІІ = Т_кл² -Т10°С Т_кл^ІІІ = 199– 37 = 162 днів.

Де Т10°С - число днів в році з температурою 5 - 10°С.

Т10°С = 37 дні.

7. для виконання робіт четвертої групи (при t_в > 15°С).

Т_кл^IV =Т15°С; Т_кл^IV =123 днів.

Де Т15°С - число днів в році з температурою 10 - 15°С.

Т15°С = 39днів.

 

Кількість робочих днів в році для спеціалізованого потоку по влаштуванню покриття визначається за формулою:

Т_р^І = Т_кл – Т_пр – Т­_рем – Т_ор – Т_ат;

Де Т_кл – кількість календарних днів з 6.ІУ по 3.Х, придатних для влаштування а/б покриттів, рівна:

Т_кал=(2.ХI – 28.ІІI) = 4+(30+31+30 +31+31+30+31) +9 = 227 днів..

Т_пр – кількість святкових і вихідних днів при 5-денному робочому тижні 63днів.

Т­_рем – число днів на ремонт машин потоку, приймаємо 4 % Т_кл – 9 днів.

Т_ор – простій по організаційних причинах, приймаємо в розмірі 4,5 %Т_кл.- 10 днів.

Т_ат – простій по атмосферних умовах, згідно дорожно-кліматичного графіку, складає 15 днів, отже:

 

Т_р^І=227-63-9-10-15=120

 

Зведена відомість об’ємів робіт

 

№

Найменування робіт

Од.вим

Фор. розр. об’ємів

К-сть робіт

Приміт-ка

 

І. Підготовчі роботи
1.	Відновлення і закріплення траси	км	-	7,1
2.	Влаштування тимчасової дороги	км		8,5
ІІ. Земляні роботи
1.	Зняття рослинного шару, товщиною 20 см, з дальністю транспортування 30 м.	м^3
2.	Влаштування насипів	м^3
3.	Розробка виїмок	м^3
4.	Планування відкосів	м^2
5.	Укріплення відкосів засівом трав: насипу/виїмок	м^2
ІІІ. Штучні споруди
1.	Труби Ø 1,5 м	шт
2.	Труби Ø 2,0м
3.	Міст 20м
ІУ. Дорожній одяг
1.	Шлак з підібраним грануло метри-чним складом за ГОСТ 3344 30см	м^3
2.	Гравійно-піщана суміш оптимального складу укріплена цементом II класу міцності 30см	м^2
3.	Гарячий чорний щебінь влаштований за методом заклинки за ВСН 123-77 10 см	м^2
4.	АБ.Щ.КЗ.НП.АII.НШна БНД60/90 10см	м^2
5.	АБ.Щ.Дз.НП.АІ наБНД60/90 7см	м^2

Розрахунок трудоємності і машиноємності робіт. ТЕО ведучих машин МДЗ. Комплектування МДЗ.

 

1. Підготовчі роботи:

В підготовчий період на смузі відводу під будівництво дороги, виконуються такі роботи:

Відновлення і закріплення траси ланкою в складі:

· інженери-геодезисти – 3чол.

· Дорожні робітники – 6 чол.

Для доставки елементів закріплення траси передбачено використання трактора ДТ – 54 з причепом.

Влаштування тимчасової дороги:

Для транспортування грунту із ґрунтових кар’єрів і доставки будівельних матеріалів передбачено влаштування тимчасової дороги. Для її влаштування використовують автогрейдер Д – 144.

Продуктивність при довжині ділянки більше 1000м:

П = 8,0 × 1000 / 0,46 = 17391 м²/зм; § 2-1-30а

Кількість змін роботи при ширині 5 м, при двох проходах по 1-му сліду і довжині 8,5 км складає:

П =8500*5/ 17391 = 2,4 змін

.

Ущільнення тимчасових доріг самохідним котком на пневмоходу

Д-263 § 2-1-22 таб.4 1в

Продуктивність при довжині ділянки більше 200 м і 4-х проходах по одному сліду складає:

П = 8,0× 1000/1,1 = 7272 м² /зм

Кількість змін роботи при об’ємі робіт:

V = 8500 × 5 = 42500 м²

n = 42500/7272 = 6,0 зміни

Крім того для виконання окремих земляних робіт при влаштуванні тимчасової дороги передбачено застосування бульдозера Д – 535 (Д – 606). § 2-1-24 таб.2 4б

П = 8,0× 1000/0,23 = 34782,6м² /зм

V = 8500 × 5 = 42500 м²

n = 42500/34782,6 = 1,2 зміни

 

 

Склад загону по виконанню підготовчих робіт і тимчасових доріг.

таб.3

 

№ п/п	Склад МДЗ-1	К-сть шт.	Коеф. завант.
1.   2.   3.     1. 2. 3. 4. 5.	Машини Автогрейдер Д – 144   Коток ДУ-31А Трактор з причепом ДТ-54 Бульдозер ДЗ-42   Робітники Машиніст VI Тракторист У Машиніст IV Дорожні робітники Інженер-геодезист		0,98   0,98 0,81
3 чол 1 чол 1 чол 8 чол 3 чол

Спорудження земляного полотна

Розрахунок і техніко-економічне обґрунтування вибору основних машин для земляних робі

 

Потрібну кількість основних машин визначаємо на основі графіку розподілення земляних робіт і прийнятій швидкості потоку V_p= 250 пм/зм.

Глина з об’ємною масою 1,65 т/м³ при розробці бульдозерами, екскаваторами і скреперами відноситься до VІ групи.

Продуктивність основних машин для виконання земляних робіт по формулі:

 

Кількість машино-змін для виконання по формулі:

 

де Т = 8,0 – тривалість робочої зміни, год.

П_пвр – показник норм виробітку;

Н_ч – норма часу;

Q – об’єм виконаних робіт.

 

 

Зняття, переміщення і обваловування рослинного (родючого) шару.

 

Проводиться бульдозерами Д-259. Глибина зрізання рослинного шару 0,20 м. Продуктивність бульдозера визначають за формулою:

 

де Т = 8,0 – тривалість робочої зміни в год.

П_н.ВР – показник норми виробітку, рівний 1000м²;

Н_ч – норма часу, визначається по ЕНіР при дальності переміщення до 30 м.(§ Е2-1-5)

 

Кількість змін роботи при об’ємі роботи:

n = V/П =43644/5333 = 8,2 змін.