Проектирование строительства и ремонта автомобильных дорог

 

Таблица 2.4 – Нормы расхода материала

 

Наименование материалов	Плотность, т/м3	Категория дороги
		1/6
Песок, м3	1,6-1,7	52,5×103
Щебень, м3	2,6-2,8	5,19×103
Битум, т	0,8-1,3	528,9
Асфальтобетон мелкозернистый, т	2,4-2,5	2,61×103

 

 

2.2.1 Расчет годовой потребности в материалах для 1-го  участка дороги

Годовой объем работ необходимого для строительства материала определяется по формуле:

 

Qщ = Lд*Нр,                                                (2.1)

где  Lд - длина участка дороги, км;

Нр - норма расхода материала на 1 км дороги, м³.

 

Годовой объем работ необходимого для строительства щебня:

 

Qщ = 20*5,19×10³ = 103800  м³ .

 

Годовой объем необходимого для строительства песка:

 

Qпс = 20*52,5×10³ = 1050000  м³ .

 

Годовой объем работ по уплотнению определяем по площади дорожного полотна:

 

Q_П = n*L_g1*Вд ,                                               (2.2)

где  n – количество слоев отсыпки при устройстве земляного полотна,              принимаем n = 4;

Вд – ширина земляного  полотна, м.

Q_ПА = 4*20000*35 = 2800000 м²/год.

 

2.2.2 Расчет годовой потребности в материалах для 2-го  участка дороги.

Годовой объем работ необходимого для строительства щебня:

 

Qщ = 10*5,19×10³ = 51900  м³ .

 

Годовой объем необходимого для строительства песка:

 

Qпс = 10*52,5×10³ = 525000  м³ .

 

Годовой объем работ  по уплотнению определяем по площади  дорожного полотна:

 

Q_ПА = 4*10000*35 = 1400000 м²/год.

 

2.2.3 Расчет годовой потребности в материалах для ремонта дорожного покрытия

Годовой объем необходимого для ремонта покрытия асфальтобетона определяем по формуле (2.1):

 

Qак = 20*2,61×10³  = 52200  т.

 

 

Годовая потребность в битуме составит по формуле (2.1):

 

Qб = 20*528,9  = 10578  т.

 

Годовой объем работ  по уплотнению определяем по площади  дорожного полотна по формуле (2.2):

 

Q_к= 2*20000*22,5 = 900×10³   м².

 

 

Годовой объем работ  по фрезерованию покрытия при его ремонте

 

,                                          (2.3)

где -ширина покрытия, м;

k – коэффициент учитывающий долю покрытия подлежащего фрезерованию, с учетом разделки трещин покрытия и частичного выравнивания профиля дороги при ремонте значение коэффициента можно принимать в пределах 0,15-0,25.

                    -глубина фрезерования, м.

 

3. Выбор номенклатуры и расчет количества машин

 

В зависимости от условий эксплуатации и величины годовой программы по видам работ выбирают типы машин.

При выполнении землеройно-транспортных работ определяющим фактором является дальность транспортировки грунта. Предельная дальность транспортировки бульдозерами – 0,1 км, прицепными скреперами – 0,5 км, самоходными скреперами – 10 км. При большей дальности транспортировки землеройные работы выполняются экскаваторами или погрузчиками, транспортировка соответственно автомобилями–самосвалами.

Набор грунта самоходным скрепером производится с помощью толкача. При работе экскаваторов и самосвалов в комплект машин включается бульдозер для планировочных работ при отсыпке земляного полотна.

Для снижения коэффициента сопротивления перемещению машин f при транспортировке используется автогрейдер, планирующий дорогу.

При выборе комплекта  машин необходимо учитывать:

– экскаваторами без предварительного рыхления можно разрабатывать грунты до IV категории включительно (число ударов плотномера ДорНИИС до 35);

– разработка грунта скреперами, погрузчиками и автогрейдерами при значении С до 12;

– разработка грунта повышенной влажности и при величине С<1 возможна только экскаваторами;

– вместимость кузова автосамосвала должна превышать вместимость ковша экскаватора в 4–5 раз, а погрузчика в 2–3 раза;

– тяговые усилия толкача и скрепера в килоньютонах выбираются из условия превышения вместимости ковша скрепера в 25–30 раз;

– если по условиям эксплуатации возможно применение экскаватора  и погрузчика, предпочтение отдается погрузчику.

3.1 Выбор машин

С учетом вышеизложенных рекомендаций и исходных данных, указанных в задании, принимаем решение о выборе следующего комплекта машин для обоих участков дороги:

- погрузчики Амкодор 332С для погрузки щебня;

- автосамосвал МАЗ-555102 для перевозки щебня и асфальтобетона;

- автогрейдер ДЗ –  98А для выполнения профилирования дорожного основания;

- самоходный скрепер  МоАЗ-6007 для разработки, транспортирования и отсыпки грунта, с номинальной вместимостью (с шапкой) 14м³;

- пневмокаток для уплотнения грунта МоАЗ – 6442-9890;

- бульдозер Т10М (аналог ДЗ-171) тягового класса 10 для использования в качестве толкача и выполнения планировочных работ.

При ремонте дорожного  покрытия комплект машин принимается  в зависимости от технологии выполняемых работ и расстояния от участка до асфальтобетонного завода.

Для ремонта дорожного  покрытия в комплект машин включены:

- фреза Wirtgen W1900;

- самосвалы МАЗ-555102 для  транспортировки отфрезерованного  гранулята;

- автогудронаторы для транспортировки и разлива битума БЦМ-65;

- асфальтоукладчик Vogele Super 1600-2;

 

Для уплотнения асфальтобетонных покрытий применяют:

- предварительне уплотнение гладковальцовым катком массой 6-8 т (до 6 проходов по одному следу) принимаем Раскат ДУ-96 (7,6 т)

- уплотнение пневмошинным катком (8-10 проходов) принимаем Амкодор 6641 (9,6);

- окончательная укатка  гладковальцовым катком массой 10-18 т (4-6 проходов) принимаем Раскат ДУ-98 (11,5 т)

3.2 Определение режимов работы строительных и дорожных машин

Режим работы машины отражает степень ее загрузки за рассматриваемый период по времени и мощности.

Рабочий режим СДМ по времени  устанавливает распределение рассматриваемого календарного периода на время, в течение которого машина выполняет свои основные или дополнительные функции, имеет перерывы в работе для ТО и ремонта, перебазируется с одного объекта на другой, простаивает по организационным причинам и метеорологическим условиям.

На основе разработанных режимов  выявляется степень использования, определяется производительность машин  и комплексов машин. Для установления норм производительности машин наиболее важными являются режимы применительно к рабочей смене и году.

Время работы машины в течение заданного  периода может быть определено по формуле:

.            (3.1)

 

Сумма дней перерывов  в работе машины по всем причинам, кроме  перерывов для технического обслуживания и текущих ремонтов, определяется по формуле:

,  (3.2)

где  Д_вых - количество праздничных и выходных дней за год;

Д_пб  - дни, затрачиваемые на перебазировку машины в течение года;

Д_мет - простои по метеорологическим условиям (принимаются по данным гидрометеослужбы применительно к конкретной температурной зоне, дн.;

Д_непред -  непредвиденные перерывы в работе машины, дн.;

Д_к.р. - дни пребывания машины в капитальном ремонте.

Для экскаваторов, погрузчиков и бульдозеров неблагоприятными условиями являются дождь, снегопад и низкая температура, а для автогрейдеров, скреперов и катков еще и промерзание грунта.

Средняя продолжительность перебазирования машин составляет 4–6 % общего количества календарных дней без выходных и праздничных дней.

В соответствии с требованиями выполнения курсового  проекта принимаем что отсыпка и уплотнение грунта производятся и в зимний период.

Выполним  расчет дней перерывов для скрепера и пневмокатков согласно рекомендациям[1,2].

Определяем количество дней перерывов для пневмокатков:

Д_пер=108+10+18+2+14=152 дня

Определяем количество дней перерывов для скрепера:

Д_пер=108+10+18+2+16=154 дня

 

Годовой фонд времени для пневмокатков

Т_ч=(365-152) ×0,88 ×2×8=2999 час.

Годовой фонд времени  скрепера

Т_ч=(365-154) ×0,88 ×2×8=2970,9 час.

 

 

Таблица 3.1 - Количество часов работы машин в год.

Машина	Дк	Дп	Дкр	Кти	Тсм, ч	Прох.КР	Без.КР
						Тч	Тч
Погрузчик	365	141	12	0,88	8	3153,92	3322,88
Автосамосвал	365	135	21	0,88	8	3238,4	3534,08
Скрепер	365	154	16	0,88	8	2970,88	3196,16
Бульдозер	365	136	20	0,88	8	3224,32	3505,92
Автогрейдер	365	151	12	0,88	8	3013,12	3182,08
Пневмошинные катки	365	152	14	0,88	8	2999,04	3196,16
Автогудронатор	365	222	24	0,88	8	2013,44	2351,36
Асфальтоукладчик	365	222	13	0,88	8	2013,44	2196,48
Гладковальцовые катки	365	222	9	0,88	8	2013,44	2140,16
Фреза	365	222	13	0,88	8	2013,44	2196,48

 

4 Расчет потребного парка машин

4.1 Расчет производительности машин для строительства дорожного основания

4.1.1 Расчет  годовой  эксплуатационной производительности  погрузчика АМКОДОР 332С

Часовая эксплуатационная производительность погрузчика определяется по формуле:

,                                        (4.1)

где V_k – объем ковша, м³, принимаем V_k = 1,5  м³;

k_н – коэффициент наполнения ковша (0,95...1,1), принимаем k_н = 1,05;

k_р – коэффициент разрыхления материала, принимаем k_р = 0,95;

k_у – коэффициент, учитывающий условия работы (0,65…0,8), принимаем k_у = 0,7;

 

Продолжительность цикла t_ц учтена хронометражём. Средняя продолжительность цикла при погрузке в транспортные средства  составляет  для V_k = 1,5 м³ 15...20 сек. При проведении расчётов для погрузчика данного типа принимаем t_ц = 18 с.

k_и – коэффициент использования погрузчика в течении смены с учётом подачи автосамосвалов, подготовки площадки, передачи смены и возможных простоев (0,7…0,8), принимаем k_и = 0,75.

Тогда:

Пэ =

, м³/час.

Годовая эксплуатационная производительность погрузчика определяется по формуле:

 

Пг =  Пэ * Тч,                                                 (4.2)

где Тч – годовой фонд времени с учетом коэффициента сменности.

 

Пг = 174,1 *3322,8=576763 м³/год.

 

 

4.1.2 Расчет   годовой  эксплуатационной  производительности  самосвала МАЗ-555102 для щебня

 

Эксплуатационная производительность определяется по формуле:

 

, м³/час                                  (4.3)

где  m – число рейсов в час;

g – грузоподъёмность  самосвала, g =9,7 т;

       - плотность материала, =2,7 т/м³.

 

      Число рейсов :

 

m = 60/Т = 60/55,7 = 1,077, принимаем m = 1;

где    Т - производительность одного цикла работы самосвала, мин.

 

,                                     (4.4)

где t_п – время, необходимое на загрузку самосвала, t_п =3 мин;

L – расстояние транспортировки щебня, принимаем что она равна дальности транспортирования асфальтобетона и составляет 20 км;

V₁ – cкорость движения груженого самосвала, км/ч;

V₂ – скорость  движения порожнего самосвала км/ч;