Земляное полотно автомобильных дорог
Введение
Земляное полотно автомобильных дорог является фундаментом для вышележащих слоев дорожной одежды. Поэтому от того, в какой степени прочность и устойчивость земляного полотна будут обеспечены в период его строительства , зависят долговечность, прочность и несущая способность всей конструкции автомобильной дороги в целом.
Допущенные погрешности и дефекты при устройстве насыпи или выемки автомобильной дороги в большинстве случаев могут быть исправлены только заменой участка некачественно выполненного земляного полотна, что, в свою очередь, влечет за собой замену покрытия и основания.
В связи с этим при строительстве земляного полотна автомобильных дорог необходимо тщательно выполнять все виды работ, предусмотренные проектом и технологическим процессом, строго контролировать качество производства всех операций по возведению насыпи или выемки.
1. Характеристика грунтов
дорожный строительство трасса
Почвенно-растительный грунт - это продукт промышленного производства. Его основу составляют два компонента: торф и песок. Пропорции составляющих могут варьироваться, это зависит от предназначения грунта. Почва представляет собой совершенно особое природное образование, обладающее только ей присущим строением, составом и свойствами. Важнейшим свойством почвы является ее плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Чтобы быть плодородной, почва должна обладать достаточным количеством питательных веществ и запасом воды, необходимым для питания растений, именно своим плодородием почва, как природное тело, отличается от всех других природных тел (например, бесплодного камня), которые не способны обеспечить потребность растений в одновременном и совместном наличии двух факторов их существования - воды и минеральных веществ.
Мелкий песок имеет размер частиц меньше 0,1 мм и по своим свойствам уже приближается к глинистому грунту: максимальная несущая способность в потном состоянии 3 кг/см2, при средней плотности - 2,5 кг/см2. При насыщении влагой его прочность падает до 1 кг/см2.
Средний песок имеет песчинки размером от 0,1 мм до 1 мм, его несущая способность в плотном состоянии 4-5 кг/см2, в состоянии средней плотности 3-4 кг/см2. При насыщении влагой такой грунт снижает свою несущую способность еще на 1 кг/см2.
Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 мм до 2 мм и показывает другие свойства: плотный крупный песок имеет несущую способность 5-6 кг/см2, средней плотности - 4 кг/см2. Свойства крупного и гравелистого песчаных грунтов практически не зависят от наличия влаги и ее количества, их несущая способность остается постоянной.
Гравелистый песок - самый крупный, он состоит из песчинок размером от 0,25 мм до 5 мм, и имеет высокую несущую способность: плотный гравелистый грунт более 6 кг/см2, гравелистый грунт средней плотности - 5 кг/см2.
Супесь - это глинистый грунт, который содержит не более 10 % глинистых частиц, оставшуюся часть занимает песок. Супесь наименее пластичная из всех глинистых грунтов, при ее растирании между пальцами чувствуются песчинки, она плохо скатывается в шнур. Из-за высокого содержания песка супесь имеет сравнительно низкую пористость - от 0,5 до 0,7.
Песчаник - обломочная осадочная горная порода, представляющая собой однородный или слоистый агрегат обломочных зёрен размером от 0,1 мм до 2 мм (песчинок) связанных каким-либо минеральным веществом (цементом).
Щебенистый (галечниковый) грунт: в составе грунта преобладают крупные компоненты размером более 10 мм (окатанная галька и/или остроугольный щебень), между которыми присутствует мелкое заполнение песком или другим инертным материалом природного происхождения.
Суглинок - это глинистый грунт, который содержит от 10 до 30 процентов глины. Этот грунт достаточно пластичен, при растирании его между пальцами не чувствуются отдельные песчинки. Скатанный из суглинка шар раздавливается в лепешку, по краям которой образуются трещины. Пористость суглинка выше, чем супеси и колеблется от 0,5 до 1. Сухой суглинок с пористостью 0,5 имеет несущую способность 3 кг/см2, при пористости 0,7 - 2,5 кг/см2.
Гравий - рыхлая крупнообломочная (псефитовая) осадочная горная порода, сложенная окатанными обломками пород (иногда содержит обломки минералов размером 1-10 мм), образовавшихся в результате естественного разрушения (выветривания) твёрдых горных пород. В зависимости от преобладающих размеров обломков гравий подразделяют на: крупный (5-10 мм), средний (2,5-5 мм) и мелкий (1-2,5 мм). В промежутках между гравийными обломками может присутствовать мелкообломочный материал.
Супесь мореная - рыхлая горная порода, состоящая, главным образом, из песчаных и пылеватых частиц с добавлением около 3-10 % алевритовых, пелитовых или глинистых частиц. Число пластичности для супеси составляет от 0,01 до 0,07. Супесь менее пластична, чем суглинок.
Доломит - осадочная карбонатная горная порода, состоящая на 95% и более из минерала доломита. Основные примеси - кальцит, ангидрит. Доломиты и известняки связаны между собой переходами, в зависимости от содержания доломита (%) выделяют: известковистые доломиты (95-75), известковые доломиты (75-50), доломитовые известняки (менее 50). Структура таких доломитов равномерно микрозернистая, залегают они в виде хорошо выдержанных пластов с ясно выраженной слоистостью. Все остальные типы доломитов рассматриваются как продукты замещения известкового осадка или породы магнезиальными солями на разных стадиях образования.
Гранит - кислая плутоническая горная порода нормального ряда из семейства гранитов. Состоит из кварца, плагиоклаза калиевого полевого шпата и слюд - биотита и/или мусковита. Эти горные породы очень широко распространены в континентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов - риолиты. Плотность гранита - 2600 кг/м³, прочность на сжатие до 300 МПа.
2. Подсчет объемов земляных работ
Расчет поправок и попикетных объемов земляных масс был выполнен с учетом поправок на дорожную одежду и растительный слой.
Таблица подсчета объемов земляных работ.
ПикетыРасстоянияПлощадь без кюветовОбъем без кюветовПоправка на д.о.Поправка на р.с.Конечный объемОбъем кюветовНасыпьПК0+00-ПК1+0010048,754875,00922,68567,004519,320,00ПК1+00-ПК2+0010049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК2+00-ПК3+0010049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК3+00-ПК4+0010049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК4+00-ПК5+0010049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК5+00-ПК6+0010049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК6+00-ПК7+0010060,476047,17922,68619,295743,780,00ПК7+00-ПК8+0010043,214321,23922,68540,543939,090,00ПК8+00-ПК9+0010034,573457,08922,68496,443030,840,00ПК9+00-ПК10+0010011,771177,27922,68354,69609,280,00ПК10+00-ПК11+0010060,386037,50857,34472,505652,660,00ПК11+00-ПК12+0010084,388437,50857,34535,508115,660,00ПК12+00-ПК13+0010024,752475,00922,68441,001993,320,00ПК13+00-ПК14+0010030,193018,75922,68472,502568,570,00ПК14+00-ПК15+0010055,695568,75922,68598,505244,570,00ПК15+00-ПК16+0010036,003600,00922,68504,003181,320,00ПК16+00-ПК16+505015,00750,00461,34243,60967,7412,50ВыемкаПК16+50-ПК17+005046,062303,13461,34353,852410,6212,50ПК17+00-ПК17+505049,504950,00857,34441,004533,660,00ПК17+50-ПК18+0010048,754875,00922,68567,004519,320,002110048,754875,00922,68567,004519,320,002210024,752475,00922,68441,001993,320,00233315,00495,00304,48160,78638,718,25245023,251162,50461,34275,101348,7412,502510049,504950,00857,34441,004533,660,002610060,386037,50857,34472,505652,660,002710049,294929,12922,68569,524575,960,002810042,704269,87922,68538,023885,210,00
6944,28
.2 Построение кривой накопления земляных масс
По оси абсцисс откладывается расстояние (пикеты) в том же масштабе, что и в ведомости распределения земляных масс, а по оси координат - пикетные объемы нарастающим итогом. Объем насыпей откладывается вверх, а объем выемок - вниз. Переломные точки кривой соответствуют переходам из выемок в насыпи или наоборот.
Масштаб оси координат следует принимать в зависимости от пикетных объемов земляных работ. Обычно принимают 1000, 5000 или 10000 м3 в одном сантиметре.
2.3 Балансировка земляных масс и определение расстояний перемещения грунта
Для определения производительности машин, ведущих сосредоточенные земляные работы, необходимо знать дальность перемещения грунта. При сооружении насыпей и выемок возможны продольный и поперечный способы его перемещения.
Разбиваем график кривой на 3 участка, определяем их длину, расстояние до карьера (150м), выбираем наиболее рациональный способ перемещения грунта для каждого участка, находим:
3. Ведомость планировочных работ
К площадям, подлежащим планировке, относятся откосы насыпей и выемок, дно и откосы боковых резервов, и поверхность земляного полотна под проезжей частью и обочинами. Результаты расчетов округляются до 10м2. Вычисление данных площадей производится путем деления земляного полотна на элементы, имеющие постоянное значение показателя заложения откосов m, и определения искомых площадей для каждого из элементов. Площадь откосов:
- для насыпи:
- для выемки:
В приведенных формулах - средняя высота насыпи на пикете за вычетом толщины дорожной одежды.
Площадь поверхности под проезжей частью и обочинами:
, где - толщина дорожной одежды.
Схема к определению планируемых поверхностей:
Площадь поверхностей, подлежащих планировке:
Номер участкаПикетыТип земляного полотнаLFоткFповотдоIПК00+00ПК16+50Выемка165018775,681836IIПК16+50ПК17+50Насыпь1001903,1041530
4.1 Выделение участков с однотипными условиями производства земляных работ
Разбивка трассы на участки с однотипными, условиями производства земляных работ производится на основе анализа кривой накопления земляных масс, продольного профиля, условий водоотвода, грунтово-геологических условий и других факторов.
4.2 Выбор типов ведущих и вспомогательных машин
Выбор типов ведущих и вспомогательных машин производится на основе анализа продольного профиля, кривой распределения земляных масс и расстояний перемещения грунта, грунтово-геологических условий, района строительства и сезона года.
Наименование техники ХарактеристикиГусеничный бульдозер ДЗ-42Мощность - 59 кВт; Тип отвала: прямой (неповоротный); Высота - 0,81 м; Длина отвала - 2,56 м., Марка трактора - ДТ-75; Управление - гидравлическое; Масса - 7,7т.Экскаватор ЭО-7111Объем ковша - 2,5 3 м3; Рабочий цикл. 20-25 сек.; Макс. радиус копания - 12м; Мощность - 87(118) кВт (л.с.); Масса - 86т.Автогрейдер ДЗ-180Мощность - 99 (135) кВт (л.с.), Длина отвала - 3,74 м., Высота отвала - 0,62 м., Глубина резания - 0,25 м, Масса грейдера - 13,5 т., Угол срезаемого откоса - 0-90 град.Экскаватор-планировщик гидравлический ЭО-4431База МКЗТ - 8007, Мощность двигателя - 77,2(104) кВт (л.с.), Объем ковша - 0,63 3 м, Транспортная скорость - 75 км/ч.автомобилями-самосвалами КамАЗ 55111Грузоподъемность -13000кг Мощность, кВт (л.с.) - 162 (220) Максимальная скорость, км/ч - 90 Вместимость кузова, м3 - 6,6Прицепной каток Д-40АТип катка - на пневматических шинах: Масса - 25т.; Ширина уплотняемой полосы - 2м.; Мощность - 121,4(165) кВт (л.с.); Толщина уплотняемого слоя - до 0,6м.
4.3 Технологическая последовательность работ
Технологическая последовательность работ с расчетом объемов и потребных ресурсов
Номер участка и ПКИсточник обоснования норм выработкиРабочие процессы в порядке их технологической последовательностиЕд. изм.Кол-во работыПроизводительн в сменуПотребн машиносУчасток I Разработка грунта в карьере и перемещение в насыпь Lср=945мПК0+0-ПК16+50ГЭСН 01-01-030-1 Срезка растительного слоя бульдозером, мощностью 59 кВТм37806.9758.0010.3ГЭСН 01-01-012-8Разработка грунта с погрузкой на автомобили - самосвалы экскаваторами с ковшом вместимостью 1,6 м3м373765643114.7Транспортировка грунта автомобилями-самосвалами КамАЗ 55111 из карьера в насыпь.м373765328.2224.7ГЭСН 01-01-030-2Разравнивание грунта бульдозерами мощностью 59 кВт (грунт 2 группы)м373765648113,8ГЭСН 01-02-027-2Уплотнение грунта прицепными катками на пневмоколесном ходу 25 т, 8 проходовм373765964,776,4ГЭСН 01-02-027-15Планировка верха земляного полотна автогрейдером среднего типа 99кВтм225254190701,3ГЭСН 01-02-027-18Планировка откосов насыпи экскаватором-планировщиком на пневмоколесном ходум218775167711,1Участок II Разработка выемки с дальнейшим перемещением в насыпь Lср=50 ПК16+50-ПК17+50ГЭСН 01-01-030-1 Срезка растительного слоя бульдозером, мощностью 59 кВТм3747,67580,98ГЭСН 01-01-012-2Разработка грунта в выимки самоходным скрепером с обьёмом ковша 8м3 с перемещением в насыпь на расстояние 50мм31384,2220,76,27ГЭСН 01-02-001-5; ГЭСН 01-02-001-11 Уплотнение грунта прицепными катками на пневмоколесном ходу 25 т, 10 проходовм31384964,71,4ГЭСН 01-02-027-2Планировка верха земляного полотна автогрейдером среднего типа 99кВтм31530190700,08ГЭСН 01-02-027-15Планировка откосов экскаватором-планировщиком на пневмоколесном ходум3190318101,05
Заключение
В данном курсовом смогли применить свои теоретические знания в практической работе по выполнению курсового проекта по дисциплине технология и организация строительства земляного полотна.
Выполнили такой перечень работ, как сроки производства земляных работ, подсчет объемов земляных работ, план земляного полотна, ведомость планировочных работ, технология производства земляных работ. Научились пользоваться нормативной литературой.
Все эти навыки пригодятся нам непосредственно в дальнейшей работе. Я считаю, цель данного курсового проекта достигнута в полном объеме.
Список используемой литературы
1.МУ по выполнению курсового проекта по курсу «Технология и организация строительства земляного полотна автомобильных дорог» составили Волкова Е.В., Маевский А.А. - Иркутск ИрГТУ,2002 43с.
2.«Технология и организация строительства земляного полотна автомобильных дорог» составили Волкова Е.В., Маевский А.А. - Иркутск ИрГТУ,2002 218с.
.ГЭСН-2001-01 Сборник №1 «Земляные работы»