Проектирование строительства и ремонта автомобильных дорог

Оглавление

 

 

Введение

 

Перспективы социально-экономического развития Республики Беларусь во многом зависят от качества автомобильных  дорог. Для решения этой проблемы необходимо внедрение новых технологий при строительстве, содержании и ремонте автомобильных дорог в условиях Республики Беларусь.

Реализация новых технологий предусматривает использование современной высокопроизводительной и надежной зарубежной и отечественной техники, рациональная эксплуатация которой определяется и выбором топливо-смазочных материалов и технических жидкостями, режимами работы и организацией ТО и ремонтов.

 Основная задача технической эксплуатации СДПТМ — реализация потенциальных возможностей конструкции машин при наименьших затратах на поддержание работоспособности и минимальных вредных воздействиях на окружающую среду.

В результате выполнения курсового проекта ставится задача закрепить навыки и теоретические  знания по дисциплине. C этой целью в курсовом проекте в соответствии с исходными данными был выбран парк машин для выполнения годовых объемов работ с учетом области рационального использования каждой машины т.е с учетом условий движения при подвозке различных материалов, загруженности машин на каждом из участков за счет этого удалось сократить количество таких машин как автогрейдеры и погрузчики за счет использования их сразу на нескольких участках и загрузить их дополнительными объемами работ.

Расчет количества ТО и ремонтов, а так же построение графика постановки в то и ремонты был выполнен с учетом годовой наработки каждой из машин часть расчетов выполнялась вручную для закрепления навыков, а часть с помощью программы Optimization.

На основании рассчитанной трудоемкости ТО и ремонтов было определено необходимое количество участков и приняты организационные решения в частности при проведении капитальных ремонтов с учетом текущей наработки.

Был выполнен ряд других задач например получены навыки в  подборе оборудования для участка  ТО в соответствии с характеристиками машины и выполняемыми на участке  операциями, составлена карта ТО1 скрепера на основании существующей нормативной документации.

При решении  задач  поставленных в проекте была использована современная нормативная база выпущенная не позднее 2009 года.

 

1. Анализ современных  технологий и материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог

При строительстве дорожных оснований применяют укрепление грунтов для предотвращения эрозионного  разрушения.

Методы комплексного укрепления грунтов в зависимости  от вида вяжущего подразделяются на следующие основные группы:

-укрепление грунтов цементом;

-укрепление грунтов  известью;

-шлаковое укрепление;

-комбинированное (комплексное)  укрепление.

Изучение свойств грунтов, укрепленных известью, показало, что  дозировка, а также дисперсность существенно влияют на свойства и физико-механические характеристики материалов.  Так, при укреплении всех видов грунтов чистой известью получаются дорожно-строительные материалы с плохой уплотняемостью, низкой морозостойкостью и деформативностью.

Грунты, укрепленные известью, обладают сравнительно низкой морозостойкостью, так как они имеют значительную пористость и влагоемкость, а известковый цемент недостаточно прочен. Для нахождения эффективных средств повышения морозостойкости грунтов, укрепленных известью, были испытаны добавки шлака и цемента.

Добавка шлака приводит к увеличению кристаллов гидрата окиси кальция в процессе его кристаллизации. Образование более крупных кристаллов приводит к дополнительной растворимости гидрата окиси кальция, а следовательно, к повышению водостойкости грунтов, укрепленных известью.

Введение портландцемента  с целью укрепления грунтов позволяет  решить технологические вопросы, связанные со способом введения вяжущего, а также проблемы, связанные со способом активации и получения морозоустойчивого материала. Применение цемента в качестве добавки для укрепления грунта вызывает повышение хрупкости и снижает сопротивление ударной нагрузки. Цементогрунт обладает также дополнительной остаточной прочностью. И достигает она 30 - 40 %, что обуславливает влагоемкость и невысокую морозостойкость.

Одними из способов закрепления  грунтов являются применение шлаковой муки или молотого шлака и введение жидких битумов, дегтей, эмульсий. Такое укрепление грунтов улучшает их физико-механические свойства и способствует сокращению расхода гранитного щебня.

 

Устройство конструктивного  слоя дорожной одежды осуществляется по следующей технологии:

1) подача расчетного  количества грунта из резервуара  на проезжую часть; 

2) разравнивание грунта  на ширину 5 - 6 м с последующим  его измельчением;

3) введение расчетного количества шлака и активатора с последующим равномерным перемешиванием его с грунтом;

4) разлив жидкого битума  с перемешиванием смеси до  однородного состояния;

5) планировка слоя  с последующим уплотнением.

 

В результате эксплуатации таких покрытий в течении 12-15 лет в верхнем слое образуется такие дефекты, которые невозможно устранить традиционными ремонтными решениями:

– колееобразование в  полосе наката глубиной 3-4 см, в отдельных  местах до 8-10 см;

– трещины, вызванные  старением битума, в основном поперечные;

– раскрытие и разрушение продольных и поперечных швов верхних  слоев покрытий из-за нарушения технологии их устройства;

– выбоины и облом  кромок покрытия.

Будущее в решении  проблем ремонта автомобильных  дорог – за новыми технологиями, так как они отвечают очень жёстким требованиям, обеспечивая:

– высокие темпы ремонтных  работ;

– безопасность движения при производстве работ  в условиях не прекращающегося движения;

– высокое качество работ  при сравнительно низкой их стоимости;

– экологическую безопасность работ.

Для повышения надежности и долговечности работы покрытий в настоящее время рекомендуется использовать битумы, модифицированные полимерами. Широкое использование модифицированных битумов вместо обычных объясняется их улучшенными свойствами. Полимерные битумы имеют большой диапазон рабочих температур (разница между температурой размягчения и температурой хрупкости) до 100°С (обычные битумы до 60°С).

Асфальтобетоны, приготовленные с использованием полимерных битумов, имеют высокую устойчивость к деформациям за счет большой эластичности применяемых битумов. Кроме того, значительно замедляется процесс старения асфальтобетона. Исследования зарубежных ученых показывают, что у битумов, извлеченных из дорожных покрытий, прослуживших 10 лет, не наблюдается существенных изменений вязкости.

Добавка к битуму полимеров составляет, как правило, от 3 до 6% по массе.

Битумная эмульсия - комплексное  вяжущее, форма и свойства которою  в значительной мере зависят от свойств  исходного битума.

Битумная эмульсия - это дисперсия битума в воде. Как правило, базовым вяжущим, на основе которого готовится битумная эмульсия, является обычный или модифицированный битум.

В зависимости от знака  электрического заряда гранул эмульсии бывают анионные и катионные. По скорости распада различают быстрораспадающиеся эмульсии, средние, медленные и сверхстабилизированные. От содержания битума в эмульсии их делят на 50%, 55%, 60%, 65% и 69%.Наибольшее распространение в настоящее время получили катионные эмульсии.

Высокое качество покрытий, выполняемых с использованием битумных эмульсий, обеспечивается хорошей работоспособностью этого вяжущего, каменным материалом. Для практического использования битумных эмульсий важнейшими свойствами являются: вязкость, стабильность при хранении, скорость распада и сцепляемость.

Высокая технологическая  сложность производства эмульсий требует  тщательной дозировки компонентов  и постоянного контроля за характеристиками всех происходящих процессов.В нашей республике действует уже три завода по производству битумных эмульсий

 

2 Определение годового объема выполняемых работ

 

2.1 Исходные данные

База механизации проектируется  для комплекта машин, предназначенного для устройства дорожного полотна и ремонта дорожного покрытия исходные данные принимаем в соответствии с вариантами 7 и 37.

Исходные данные приведены  в таблицах 1.1 – 1.2.

 

Таблица 2.1. – Исходные данные к проекту по варианту 7

 

Категория дороги	Kд	1/6П
Километраж 1 участка	Lg1, км	20
Километраж 2 участка	Lg2, км	10
Грунтовые условия	C	2
Относительная влажность	W	Пов
Коэффициент сопротивления  Перемещению 1 участка.	f1	0.06
Коэффициент сопротивления  Перемещению 2 участка.	f2	0.05
Дальность транспортирования  до 1 участка	L1, км	2
Дальность транспортирования  до 2 участка	L2, км	4
Расстояние от 1 участка  до базы	Lr1, км	30
Расстояние от 2 участка  до базы	Lr2, км	50
Коэффициент сменности	Kcм	2
Наработка 1 машины  типа	H1, час	400
Шаг наработки	h, час	170

 

 

Таблица 2.2 – Исходные данные к проекту по варианту 37

 

Категория дороги	Kд	1/6П
Километраж  участка	Lg, км	20
Расстояние от участка  до базы	L, км	30
Дальность транспортирования битума.	Lб	30
Дальность транспортирования асфальтобетона.	Lф	20
Коэффициент сопротивления. перемещению.	F	0,02
Коэффициент сменности	Кcм	2
Наработка 1 машины типа	H1, час	400
Шаг наработки	h, час	170

 

Определяем в соответствии с вариантом первую категорию  дороги характеристики которой приведены в таблице 2.3.

 

 

 

Таблица 2.3 – Характеристика дороги

 

Параметры элементов дороги	Категория дороги
	I
1 Интенсивность движения автомобиля в сутки	Св. 7000
2 Число полос движения	6
3 Ширина полосы, м	3,75
4 Ширина проезжей части, м	2´11,25
5 Ширина обочин, м	3,75
6 Ширина  разделительной полосы	5,0 – 6,0
7 Ширина земляного полотна, м	35,0
8 Расчетная скорость, км/ч	120 – 150

 

 

Для устройства земляного  полотна применяется песок или  супесь. Толщина слоя до 1,5 м. (наименьшее возвышение 1,1 м).

Тело насыпи (с откосами). Разрешается использовать грунты и  отходы промышленности (шлак).

 

Коэффициент уплотнения 1,0...0,98.

Для ремонта дорожного покрытия применяем мелкозернистый асфальтобетон.

Толщина слоев:

- щебень 15 см;

- щебень с битумом  8 см;

- асфальтобетон 10 см.

Требования к материалам по СНиП 2.05.02-85.

2.2 Расчет потребности в дорожно-строительных материалах

Расчет потребного количества песка Q_п; щебня Q_щ; битума Q_б; асфальтобетона Q_ам в зависимости от категории строящейся дороги K_д и ее длины L_g, производится на основании норм расхода материалов на 1 км дороги, таблица 2.4.