Технология устройства слоев конструкции дорожной одежды

-
...

Содержание
Введение 3
Характеристика района строительства 5
Технические нормативы 7
Дорожно-строительные материалы 9
Проектирование конструкций дорожной одежды 13
Определение модуля упругости грунта 13
Расчет дорожной одежды нежесткого типа 13
Определение требуемого модуля упругости дорожной одежды 13
Расчёт и конструирование дорожной одежды 15
Осушение дорожной одежды 15
Расчет конструкции на морозоустойчивость. 17
Расчет толщины дорожной одежды по допустимому упругому прогибу. 17
Проверка на устойчивость против сдвига. 18
Песчаный подстилающий слой. 19
Проверка на растягивающие напряжения в связных слоях. 20
Проект организации строительства 22
Охрана окружающей среды 25
Транспортная развязка 29
Технологическая карта устройство двухслойного покрытия 34
Охрана труда при строительстве дорог 36
Список использованных источников 38

Введение
Автомобильная дорога – комплекс сооружений, предназначенный для удобного, безопасного и круглогодичного движения автотранспорта с расчётными скоростями и нагрузками.
Последовательность строительства устанавливается исходя из деления всех дорожно-строительных работ на три периода: подготовительный, основной и заключительный.
В подготовительный период осуществляется организационно-техническая подготовка строительства для обеспечения его развёртывания на начальных участках, определённых проектом организации строительства.
В основной период выполняют все строительные работы.
В заключительный период ликвидируют базы и другие временные сооружения, проводят рекультивацию земель.
Все виды работ по строительству автодорог разделяются на:
заготовительные – включают подготовку и хранение м атериалов, полуфабрикатов и деталей, изготавливаемых предприятиями стройиндустрии (заготовка камня, приготовление асфальтобетона, изготовление конструкций мостов, труб, дорожной обстановки);
транспортные – производится перевозка дорожных материалов автомобильным, железнодорожным или водным транспортом. В эту группу работ входит доставка материалов и полуфабрикатов на склады, заводы, промежуточные базы и на места непосредственной укладки;
строительно-монтажные работы – выполняются работы по возведению всех элементов поперечного профиля дорог, устройство дорожной обстановки, строительство зданий и сооружений дорожной инфраструктуры.
По равномерности и повторяемости дорожно-строительные работы разделяются на линейные и сосредоточенные.

Линейные – работы, объёмы которых равномерно распределены по всему объекту. К ним относятся: земляные работы, устройство оснований и покрытий, устройство водопропускных труб, небольших подпорных стенок и др.
Сосредоточенные – работы большой трудоёмкости, сосредоточенные на незначительном протяжении (мосты, большие выемки и насыпи, дорожные развязки).
Для организации линейных работ применяются два метода: поточный и раздельной организации. При новом дорожном строительстве, а также при реконструкции на достаточном протяжении поточный метод предусматривает: выполнение всех строительных работ комплексно-механизированными подразделении-ями (колоннами, отрядами, бригадами); обеспечение их необходимыми ресурсами, в том числе, производимыми передвижными притрассовыми установками; передвижение специализированных подразделений непре-рывно друг за другом по трассе строящейся дороги с установленной средней скоростью потока, оставляющих за собой полностью готовую автомобиль-ную дорогу.
Основными пространственными параметрами потока являются: захватки, делянки, карты, монтажные участки (в зависимости от вида работ).
За основной временной параметр принята скорость потока, исчисляемая протяжением готовой дороги, заканчиваемой за смену (основной показатель потока). Скорость потока задаётся при технологическом проектировании.
В процессе технологического проектирования принимаются наиболее современные технологии производства дорожно-строительные работ на основе комплексной механизации. В каждом специализированном потоке предусматривается ведущая машина, с которой увязываются производительности вспомогательных машин и механизмов. Эффективность выбора комплекта машин оценивается себестоимостью выполнения единицы измерения работ (1км, 1м3 , 1т и др.).

Смеси должны выдерживать испытание на сцепление битума с минеральной частью смесей. При отсутствии сцепления следует применять ПАВ.Для приготовления смесей не допускается применять щебень из глинистых (мергелистных) известняков, глинистых песчаников и глинистых сланцев.Следует применять щебень или гравий следующих фракций: от 5 до 10; св. 10 до 20; св. 20 до 40 мм. Допускается применять щебень и гравий в виде смеси смежных фракций.Для приготовления смесей следует применять природные и дробленные пески.Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичПоказатели свойств щебня и гравияТаблица 8. Нормы для смесей щебня и гравияХарактеристикиГорячие типа АПористыеМарка щебня из изверженных и метаморфических горных пород по прочности при раздавливании в цилиндре не ниже1200800Марка по износу не нижеИ-1Марка по морозостойкостиМрз 50Мрз 25Показатели свойств песковТаблица 9.Нормы для смесей для пескаХарактеристикиГорячие типа АПористыеПредел прочности исходной горной породы при сжатии, МПа, не менее8060Массовая доля глинистых примесей, %, не более0,50,5В двухслойном основании используется известняковый щебеньТаблица 10. Характеристика известнякового щебняХарактеристикиКласс прочностиIIМарка на дробимостьМ-60Потеря массы при определении дробимости щебня:в сухом состоянии15%в водонасыщенном состоянии16%Марка щебня по износуИ-IIIПотеря массы при испытании в полочном барабане35%Содержание зерен слабых и выветриваемых пород10%Содержание пылеватых и глинистых частиц1,3%Показатель морозостойкостиМрз-25Количество циклов при испытании непосредственным замораживанием25Потеря массы после испытания не более10%Фракции 10-20 ммПлотность 2,65 г/м3Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевич7244080191325500Битум марки БНД 60/90 привозится с нефтеперегонного завода. Глубина проникания при 25С - 70, при 0С - 20. Температура размягчения - 48С. Испытание на сцепление с песком выдерживает.В подстилающем слое используется песок крупнозернистый, привозимый автотранспортом из местного карьера. Модуль упругости - 2,6. Массовая доля полного остатка на сите № 0.63 - 50-70%.Таблица 11.Процентное содержание щебняТип смесиКоличество щебня (гравия), % по массеГорячие для плотного а/б тип Асв. 50 до 65 включ. щебняПористый св. 40 до 50 включ. щебняИзм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичПроектирование конструкций дорожной одеждыОпределение модуля упругости грунтаРасчетная влажность грунтагде = 0,62Wт - средняя влажность грунта в долях от Wт; = 0,1 - коэффициент вариации влажности;t = 1,71 - коэффициент нормированного отклонения;Wр = 0,62 (1 + 0,1  1,71) = 0,73Характеристики грунта:Егр = 67 МПа = 36 Сгр = 0,013 МПаРасчет дорожной одежды нежесткого типаИсходные данные:Район строительства дороги расположен в Пензенской области (II дорожно-климатическая зона). Перспективная интенсивность движения составляет 360 авт/сут, в том числе грузовых автомобилей 340 авт/сут, автобусов - 20 авт/сут.Определение требуемого модуля упругости дорожной одеждыВ качестве расчетного принимается автомобиль с наибольшей нагрузкой на одиночную ось 98 кН (10000 кгс), с расчетным диаметром следа колеса 33 см и средним давлением на покрытие 0,6 МПа (16 кгс/см2).Суммарная приведенная к расчетному автомобилю интенсивность движения по одной полосе,Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичгде  - коэффициент, учитывающий число полос движения;n - число типов автомобилей в транспортном потоке;Ni - интенсивность движения автомобилей i-го типа;Кпрi - коэффициент приведения автомобилей i-го типа к расчетному грузовому автомобилю.Таблица 12. Характеристика транспортного движенияТип транспортного средстваНагрузка на ось, кНКоэффициент приведенияПерспективная интенсивность движения, авт/сутПриведенная интенсивность движения, авт/сутАвтобусы:ЛиАЗ-67754,10,532010Грузовые автомобили:ГАЗ-53А54,90,109090ЗИЛ-13067,60,3615054МАЗ-50298,01,005050КамАЗ-532035,50,275013NiKiпр = 217Nпр = 0,55  217 = 119 авт/сутЕтр = 255 МПа > Еminтр = 230 МПаИзм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичРасчёт и конструирование дорожной одеждыНа рисунке 1 представим дорожную одежду по слоям. 3300095882653300095882650 Е = 255 мПа130937017907000130937017462500357632060325357632060325h = 4 см ;1 Е = 208мПа357632018923035763201892303414395463550h = 6 см; 2 3414395108585130937010858500 Е = 140 мПаh=25 см; 3 3576320-88903576320-8890 Е = 97,5мПа34143955334013093706286500 h= 20 см; 4 Рис.1. Конструкция дорожной одежды1. Щебёночно-мастичный асфальтобетон2.Крупнозернистый пористый асфальтобетон3. Щебёночное основание - щебень гранитный М104. Песок средней зернистостиОсушение дорожной одеждыДля отвода воды из основания дорожной одежды предусмотрен дренирующий песчаный слой, устраиваемый на всю ширину земляного полотна.Толщина дренирующего слоя, необходимая для временного размещения воды, накапливающаяся в основании:,Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевич где φзим - коэффициент заполнения влагой пор в дренирующем слое к началу оттаивания;n - пористость уплотненного материала;hзап - дополнительная толщина слоя для обеспечения устойчивости материала дренирующего слоя под действием кратковременных нагрузок;h`кап -приведенная высота для капиллярной воды над уровнем свободной воды;Q - количество воды, накапливающейся в дренирующем слое за время запаздывания tзап;q - среднесуточный суммарный приток воды в основание;Кп - коэффициент пик, учитывающий неравномерность поступления воды в процессе оттаивания и атмосферных осадков;Кг - коэффициент гидрологического запаса;tзап - время запаздывания начала работы водоотводящих устройств;Принимаем толщину песчаного слоя 20 см.Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичРасчет конструкции на морозоустойчивость.Требуемая общая толщина дорожной одежды:Z1 = Z1ср × Кугв × Кпл × Кнагр × Кст × Кв, где Z1ср - средняя толщина слоев из стабильных материалов;Кугв - коэффициент, учитывающий глубину залегания УГВ;Кпл - коэффициент, зависящий от степени уплотнения грунта;Кнагр - коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от собственного веса вышележащей конструкции на грунт в промерзающем слое и зависящий от глубины промерзания;Кст - коэффициент, учитывающий влияние структуры грунта естественного сложения;Кв - коэффициент, зависящий от расчетной влажности грунтаZ1 = 55 × 0,55 × 1,1 × 1 × 1 × 1 = 34 см.Конструкция удовлетворяет требованию морозоустойчивости.Расчет толщины дорожной одежды по допустимому упругому прогибу.Расчет заключается в определении такой толщины слоя щебеночного основания, которой будет соответствовать общий модуль упругости дорожной одежды, равный требуемому модулю Егр = 255 МПа.Таблица 13. Характеристика слоёв по модулю упругостиМатериал слояh, смh/ДЕ1, МПаЕобщ/Е1Е2/Е1Общий модуль упругости на поверхности слоя, МПаА/б верхнего слоя40,1532000,080,065255А/б нижнего слоя60,1820000,1040,075208Щебень гранитный250,393500,4000,280140Песок 200,911200,810,60097,2Грунт --67--¾Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичПроверка на устойчивость против сдвига.Рассчитанную по упругому прогибу многослойную одежду приводим к двухслойной системе, подстилающее полупространство которой имеет модуль упругости, равный модулю упругости грунта Е2 = Егр = 67 МПа, угол внутреннего трения  = 36 и сцепление С = 0,013 МПа. Толщину верхнего слоя системы принимаем равной суммарной толщине дорожной одежды h = 4 + 6 + 20 + 25 = 55 см, а его модуль упругости определяем как средневзвешенное значение модулей упругости всех слоев условие, при котором в конструктивном слое не образуются деформации сдвига, выражается неравенством:а.м + а.в  а.доп, где а.м - максимальное активное напряжение сдвига от расчетной временной нагрузки;а.в - активное напряжение сдвига от собственного веса слоев дорожной одежды;а.доп - допустимое активное напряжение сдвига.Еср/Е2 = 464,5/67 = 6,93а.м/р = 0,015/р = 0,6 МПаа.в = - 0,003 МПаа.м + а.в = 0,0060 МПаИзм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичl - коэффициент, учитывающий снижение сопротивления сдвигу под действием повторяющихся нагрузок;R2 - коэффициент запаса;с - нормированное сцепление в грунте;Rпр - коэффициент, учитывающий эксплуатационные требования к дорожной одежде;n - коэффициент перегрузки при движении автомобиля;m - коэффициент, учитывающий условия взаимодействия слоев на контакте;Так как фактическое активное напряжение сдвига меньше допустимого 0,0060 < 0,0073, условие прочности на сдвиг в грунтовом основании удовлетворяется.Песчаный подстилающий слой.Средний модуль упругости слоев дорожной одежды, расположенных выше песчаногоЭквивалентный модуль упругости на поверхности песчаного слоя Еэкв = 97,2 МПаh/Д = 28/33 = 0,85; Е1/Е2 = Еср/Еобщ = 661,4/97,2 = 6,8φ = 40° - угол внутреннего трения песка;τа.м/р = 0,0075τа.м = 0,0075 × 0,6 = 0,0045 МПаtа.в = - 0,002 МПаИзм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичtа.м + tа.в = 0,0045 - 0,0020 = 0,0025 МПаС = 0,006 МПаТогда 0,025 < 0,0034Условие прочности на сдвиг в песчаном основании удовлетворяется.Проверка на растягивающие напряжения в связных слоях.В монолитных слоях (из асфальтобетона и щебня, обработанного битумом) возникающие при прогибе дорожной одежды растягивающие напряжения σт не должны превышать предельно допустимого растягивающего напряжения для материала слоя. Проверку на растягивающие напряжения выполняем для нижнего слоя асфальтобетонного покрытия и монолитного слоя основания из щебня, обработанного битумом.Для асфальтобетонного покрытия находим средний модуль упругости двух его слоевМодуль упругости на поверхности верхнего слоя основания Еобщ = 150 МПаПользуясь монограммой определяем максимальное удельное растягивающее напряжение .Полное растягивающее напряжение , где Р - расчетное давление на покрытие (Р = 0,6 МПа).Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичsг = 0,85 × 0,6 × 2,60 = 1,30 МПаПолученное sг = 1,30 меньше допустимого растягивающего напряжения для асфальтобетона нижнего слоя.1,30 < 1,31Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичПроект организации строительстваРазработка календарного графикаКалендарный график должен обеспечивать оптимальную организацию строительства, т.е. производство всех работ в минимальные сроки с равномерным использованием в течение всего строительства рабочей силы, дорожных и транспортных машин.Наиболее прогрессивным методом строительства является поточный метод. При этом методе все основные работы ведутся специализированными передвижными строительными подразделениями. Эти подразделения движутся по дороге в технологической последовательности, оставляя за собой полностью законченные работы.Разработка графиков потребности в рабочей силе и машинах.1). Состав отряда на производство подготовительных работ:Снятие растительного слоя бульдозером ДЗ-35С с рыхлителем с неповоротным отвалом на гусеничном тракторе Т-180КСП = 80 м3/смn = Vсм/П = 710 м3/80 = 9,09 машинистов 6 разрядаУплотнение подошвы насыпи прицепными катками ДУ-9ВП = 160 м3/смn = 55 машинистов 5 разряда Состав отряда по возведению земляного полотна:Разработка грунта экскаватором Э-2503 с емкостью ковша 1,5 м3. V = 442686 м3П = 750 м3/смn = 41.Количество дней - 4841 водительГрубая планировка грунта бульдозером мощностью 80 л.с. П = 80 м3/смn = 77 машинистов 6 разрядаУплотнение грунта прицепными катками 25 т на пневмомашинах n = 15Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичСостав скреперного отрядаРазработка грунта скрепером Д-498 и перемещение его на расстояние 200 м. V = 161887 м3Количество дней - 30.Скрепер Д-498 с емкостью ковша 7м3 4Бульдозер ДЗ-124 с рыхлителем на гусеничном тракторе Т-330 1Каток ДУ-31А на пневмошинах 1Машинистов - 6 чел.Рабочих - 4 челСостав отряда по устройству двухслойного а/б покрытияа) нижний слойАсфальтоукладчик Д1132Каток ДУ-49А2ДУ-292Автосамосвалы МАЗ90Автогудронатор Д-6402Поливомоечная машина ПМ-1302б) верхний слойАсфальтоукладчик Д1132Каток ДУ-49А2ДУ-29 2Автосамосвалы МАЗ90Автогудронатор Д-6402Поливомоечная машина ПМ-1302Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичСостав отряда по обустройству дорогиДорожные рабочие15Водители4Бурильно-крановая машина БКГМ-66031Автокран1Автосамосвалы2Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичОхрана окружающей средыПри решении задачи сбережения плодородия земель важнейшее значение имеет сохранение плодородного слоя почвы, который представляет собой сложную органоминеральную систему, требующую для своего существования определенных условий. На каждом гектаре почвенного слоя содержится более 1т бактериальной биомассы, обеспечивающей жизнедеятельность множества растительных и животных организмов и дающих около 99% продуктов питания человеку. Эти весьма ценные плодородные качества почв сравнительно легко и быстро уничтожаются в результате воздействия эрозии, различных механических повреждений, пестицидов, органических и других веществ. Процесс же восстановления плодородия почв очень сложен и длителен, например, чтобы воссоздать слой плодородной почвы толщиной 10 см требуется около 100 лет.Снятие плодородного слоя почвы производится, как правило, в талом состоянии в теплый и сухой период года. В соответствии со СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги» плодородный слой почвы снимается как с территорий постоянного отвода, занимаемых дорожной конструкцией, искусственными сооружениями, так и с территорий, отводимых во временное пользование для размещения временных зданий и сооружений, карьеров и резервов, отвалов материалов и др. Плодородный слой почвы можно и не снимать с территорий, предназначенных для размещения временных зданий и сооружений, складов и отвалов материалов, подъездных путей, стоянок машин и механизмов и других территорий, если при этом приняты меры, предотвращающие его загрязнение горюче-смазочными материалами, смешивание с подстилающими грунтами и другими материалами и веществами.При подготовке территории под земляное полотно с устройством притрассовых боковых резервов или без них плодородный слой почвы сдвигается в валы на границе полосы отвода.Изм.Лист№ докум.КТН и ПЭТ КП - 1ЛистРазработ.СлеповПроверилПашевичОбъем валов определяется потребностью в природной почве для рекультивации притрассовых боковых резервов, а также для укрепления откосов земляного полотна. Остальная часть плодородной почвы вывозится и складируется в штабеля на специально отведенные для этого места. Отсюда она может использоваться для рекультивации сосредоточенных карьеров и резервов, территорий промышленных площадок, временных дорог и других территорий временного отвода, повышения плодородия малопродуктивных угодий и других сельскохозяйственных целей. Для проезда строительных транспортных и других машин и механизмов, а также для стока поверхностных вод в валах через 40-60 м устраивают разрезы шириной 4-6 м.Валы плодородной почвы по границе полосы отвода создают особые неблагоприятные условия для сооружения впоследствии земляного полотна.