Строительство земляного полотна с применением гидромеханизации
Гидромеханический способ производства земляных работ основывается на использовании для разработки и транспортировки грунта энергии воды. Струя воды, подаваемая под большим давлением, приобретает новые, необычные физические свойства. Она становится настолько упругой и твердой, что легко разрушает грунт и перемешивает его с водой. Жидкая масса грунта с водой (пульпа) легко может транспортироваться по трубопроводам либо самотеком к месту возведения насыпи.
Разработка грунта средствами гидромеханизации выполняется либо открытым способом в забоях, либо закрытым способом, когда размыв грунта производится под водой. В первом случае используют гидромониторы (пожарный шланг), во втором — землесосы (землеснаряды) (баржи с насосом).
При разработке грунтов открытым способом для образования струи воды под высоким давлением применяют гидромониторы с ручным или дистанционным управлением. Напор воды должен соответствовать плотности грунта. Иногда при плотных грунтах применяют предварительное их разрыхление взрывами, нагнетанием воды в заранее устроенные скважины и др.
Применяют два основных способа размыва грунта гидромониторами: встречным или попутным забоем .
В первом случае гидромонитор устанавливается у подошвы забоя. Разработка забоя производится следующим образом: сначала пробивается узкая горизонтальная щель, как бы подрезывающая стенку забоя. Затем вызывается обрушение подрезанного массива. Обрушившийся грунт быстро размывается водой, превращается в пульпу и направляется к месту отвала. После размыва забоя на глубину 6-10 м производится передвижка гидромонитора вперед.
Во втором случае при попутном забое гидромонитор находится на его поверхности. Работы производятся в две стадии: сначала промывается продольная наклонная траншея, по которой стекает пульпа, затем производится уширение траншеи в стороны. Гидромонитор в этом случае находится на сухом месте, что облегчает управление пульпой, однако при этом производительность снижается.
При разработке грунтов закрытым способом из-под воды используют землесосные снаряды . Такие установки имеют обычно двухроторный рыхлитель и грунтовый насос, при помощи которого грунт засасывается вместе с водой и перекачивается к берегу по трубопроводам, смонтированным на понтонах.
Строительная классификация грунтов. Методы определения характеристик ...
... с ГОСТ 25100-82 «Грунты. Классификация» грунты подразделяются на два класса: А) скальные грунты (с жесткими связями); В) нескальные грунты (без жестких связей). Скальные грунты делятся на 4 группы по ... суглинок - 650 см. Газообразная составляющая грунта. Содержание воды и газа в грунте зависит от объема его пор: чем больше поры заполнены водой, тем меньше в них содержится газов. ...
2. Строительство земляного полотна на болотах
В ыторфовывание: 1. механический ; 2. взрывной ; 3. гидромеханический .
Выторфовывание механическим способом можно производить с использованием бульдозеров или экскаваторов. При неглубоких осушенных болотах (до 1 м) или при естественном невысоком уровне воды над минеральным дном выторфовывание производят бульдозером путем послойной разработки торфа перпендикулярно оси дороги. Отвалы торфа располагают по краям выработки. Отсыпку насыпи после удаления торфа производят послойно. Для отсыпки нижней части насыпи используют только дренирующие грунты: песчаные крупные или средней крупности, крупнообломочные или скальные, а также супеси легкие с содержанием глинистых частиц не более 6,0 %. Толщина дренирующего слоя должна быть на 0,5 м больше глубины выторфовывания и осадки основания.
При выторфовывании экскаватором-драглайном возможны два способа разработки торфа: 1. «на себя»; 2. «от себя».
Второй (взрывной) способ применяют, когда несущая способность торфа небезопастна для техники. Торф вывозят автомобилями- самосвалами или складывают в отвалы. Одновременно с разработкой траншей для насыпи тем же экскаватором роют боковые канавы. Траншею, образующуюся после выторфовывания немедленно засыпают грунтом, так как откосы ее оплывают и незаполненная грунтом траншея заполняется водой или жидкой болотной массой. Отсыпку земляного полотна вначале ведут способом «с головы» до уровня выше поверхности болота на 50-60 см. Остальную часть насыпи отсыпают послойно. Для уплотнения нижней части насыпи применяют метод временной пригрузки, механическое уплотнение трамбующими плитами и глубинное виброуплотнение. Грунт верхней части насыпи уплотняют послойно катками.
Способ гидромеханизации эффективен при сооружении земляного полотна в следующих случаях, а именно: 1. много сосредоточенных работ на малом участке; 2. наличия достаточного объема воды и дешевой электроэнергии. Сущность работ состоит в размыве торфа мощной струей воды, истекающей из гидромонитора. В результате чего образуется рыхлая жидкая масса, которая легко отжимается грунтом возводимой насыпи. На болотах 1 типа торф размывают гидромонитором, гидросмесь перекачивают передвижными землесосными установками в отвал. Образовавшуюся траншею заполняют грунтом насыпи при отсыпке ее «с головы» или комбинированным способом. На болотах 2 и 3 типов производят только размыв верхнего плотного слоя торфа гидромониторами. Разжиженный торф не удаляют, а отжимают грунтом насыпи в боковые прорези, сделанные также гидромониторами. Транспорт грунта для отсыпки насыпи можно осуществлять путем инъекции песчаного грунта, подаваемого по пульпопроводу непосредственно в разжиженную торфяную массу, где песок выдавливает разжиженный торф.
3. Строительство земляного полотна в песчаных пустынях
Земляное полотно и грунтовые основания в песках наиболее целесообразно возводить в зимне-весенний период, когда благодаря более высокой влажности грунтов производительность землеройных маш ин значительно выше, чем летом .
Украинский торф: некоторые проблемы и перспективы
... низинного торфа выпускаются питательные грунты для выращивания цветов и огородных растений. Низинный торф имеет определенное преимущество над широко известным в мире верховым (белым) торфом: в низинном торфе в ... гранулы-пеллеты) из смесей торфа и древесины или другой биомассы. В этом случае используются свойства низинного торфа как вяжущего компонента. Добавка торфа увеличивает прочность топливных ...
При незаросшей и слабозаросшей поверхности песков земляное полотно устраивают преимущественно в виде насыпей высотой 0,5-0,6 м, возводимых из резервов глубиной до 0,2 м. В пределах равнин и межбарханных понижений должны быть предусмотрены: 1. планировка полосы шириной 15-40 м с каждой стороны полотна; 2. закрепление подвижных форм рельефа на ширину до 200 м за пределами полосы отвода.
Насыпи высотой < 1 м устраивают с использованием песка из выемок или карьеров, размещаемых с подветренной стороны на расстоянии >= 50 м от дороги.
Выемки глубиной до 2 м разрабатывают раскрытыми с откосами не круче 1:10. При необходимости устройства водоотвода в выемке она должна быть разделана под насыпь с откосами не круче 1:4. Выемки глубиной более 2 м разделываются под насыпи высотой 0,3-0,4 м. При этом расстояние между подошвами внутреннего и внешнего откосов необходимо принимать равным 10-20 м .
На участках с полузаросшей и заросшей поверхностью необходимо обеспечивать максимальное сохранение растительности и естественного рельефа прилегающей местности. С этой целью насыпи проектируются минимальной высоты, без резервов. Выемки следует проектировать мин. ширины с откосами 1:2.
Для обеспечения проезда тех. транспорта по земполотну устраивают защитный слой из глинистого грунта или песка, укреплённого вяжущими или иными способами, толщиной 0,15-0,20 м либо укладку геотекстильной прослойки с отсыпкой нижнего слоя дорожной одежды.
При возведении насыпей в барханных песках для поперечного перемещения грунта из боковых резервов наиболее рациональны бульдозеры. Расстояние перемещения песка бульдозерами 15-25 м, в отдельных случаях до 40-50 м.
Насыпи и боковые резервы после их разравнивания бульдозерами планируют прицепными грейдерами. При этом выемка разрабатывается поперечными траншеями с перемещением грунта с оси дороги, который затем по продольным траншеям сдвигается в насыпь. Разработку выемки начинают с создания продольной траншеи.
Для предупреждения ветровой эрозии на песчаной поверхности устраиваются защитные слои из связных или обломочных грунтов. Надёжность противоэрозионной защиты повышается при укреплении грунтов защитного слоя вяжущими материалами.
4. Классификация дорожных одежд. Время проведения работ по строительству дорожных одежд
1. Капитальные: 1.1. Цементобетонные монолитные, I-IV; 1.2. Железобетонные или армобетонные сборные, I-IV; 1.3. Асфальтобетонные (из горячих асфальтобетонных смесей), I-IV;
2. Облегченные: 2.1. Асфальтобетонные (из горячих и холодных асфальтобетонных смесей), III, IV и на первой стадии двухстадийного строительства дорог II категории; 2.2. Из органоминеральных смесей с жидкими органическими вяжущими, жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными; с вязкими, в т.ч. эмульгированными органическими вяжущими; с эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными; из каменных материалов и грунтов, обработанных битумом по способу смешения на дороге или методами пропитки; из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими методом пропитки; черного щебня, приготовленного в установке и уложенного по способу заклинки; из пористой и высокопористой асфальтобетонной смеси с поверхностной обработкой; из прочного щебня с двойной поверхностной обработкой, IV-V;
Строительство автомобильных дорог (2)
... проектирования, строительства и эксплуатации дорог. Прогресс в строительстве автомобильных дорог связан с рядом крупных проблем: всестороннее исследование и изучение грунтов, законов воднотеплового режима земляного полотна, способ его регулирования; совершенствования расчета ...
3. Переходные: 3.1. Из щебеночно-гравийно-песчаных смесей; малопрочных каменных материалов и шлаков; грунтов, укрепленных или улучшенных различными местными материалами; древесных материалов и др. IV, V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог III категории;
4. Низшие: 4.1 .Из щебня прочных пород, устроенные по способу заклинки без применения вяжущих материалов; из грунтов и малопрочных каменных материалов, укрепленных вяжущими; булыжного и колотого камня (мостовые), V и на первой стадии двухстадийного строительства дорог IV категории
Возведение дорожной одежды целесообразно выполнять в теплый период года. В дождливые дни весной и осенью, когда сумма осадков за день больше 5 мм, возможны вынужденные простои (весенняя и осенняя распутица), которые необходимо исключать из общей продолжительности строительного сезона.
Количество рабочих смен рассчитывают в соответствии с формулой:
Тзм = (Тк — (Тв + То + Трем + Торг))·Ксм, смен
где : Тк — количество календарных дней, на протяжении которых выполняют соответствующий вид работ в зависимости от группы работ, дни; Тв — количество выходных и праздничных дней за период Тк, дни; То — количество дней с осадками более 5 мм или метелями; Трем — количество дней на ремонт и профилактику машин; Торг — простои по организационным причинам; Ксм — коэффициент сменности, Ксм = 1,85…2,0. [СНиП 3.03-09-2006, т 8.1, стр 52]
5. Определение границ зон действия карьеров
При вывозке материала из одного карьера средняя дальность возки определяется расстоянием от карьера до половины трассы. При двух и более карьерах возникает необходимость определения зон, обслуживаемых этими карьерами. При условии, что оба карьера имеют одинаковые условия разработки и транспортирования материалов на трассу, за исключением длины подъездных путей от карьера до трассы, граница обслуживаемых зон определится из равенства расстояний от карьеров до искомой точки на трассе. При этом подразумевается примерно равный расход материала по длине дороги.
Уравнение зон действия карьеров имеет вид :
L1 + LT = L2 + LЗ = L2 + L — LT , км
где: L1 и L2 — расстояния от карьеров до строящейся дороги, км;
- L — расстояние между карьерами, км;
- LЗ — расстояние от второго карьера до границы зон карьеров, км (LЗ = L — LT) ;
LT — расстояние от первого карьера до границы зон карьеров, км:
LT= 0,5 (L2 + L — L1), км
Средняя дальность транспортирования карьерного материала из первого карьер:
L1ср = 0,25(4 L1 + LН + LT), км
где: LН — расстояние от начала трассы до первого карьера, км.
Средняя дальность транспортирования карьерного материала из второго карьера:
L2ср = 0,25(4 L2 + LК + LЗ), км
где: LК — расстояние от конца трассы до второго карьера, км.
Средняя дальность транспорт. карьерного материала на трассу из обоих карьеров:
Lср = (L1ср (LН + LT) + L2ср (LК + LЗ)) / (LН + L+ LЗ), км
6. Определение потребного количества материалов для каждого конструктивного слоя
Количество материалов для данного конструктивного элемента дорожной одежды определяется по формуле:
Vi = L*Bi*hс*Ку*Кп, м3
где: L — продолжительность дороги, м;
Строительство автомобильных дорог
... работы по содержанию и нормативному ремонту существующей сети, реконструкции и строительству автомобильных дорог ... Существующая дорога имеет просадку на болотах. Дорожное покрытие находится ... расчеты с подрядчиками и негативно сказывались на их финансовом положении (сокращение объемов работ, уменьшение числа дорожных подрядчиков, потеря квалифицированных работников). Одной из проблем содержания дорог ...
- Bi — средняя ширина конструктивного элемента, м;
- hс — толщина данного слоя, м;
- Ку — коэффициент уплотнения;
- Кп — коэффициент, учитывающий потери материала при перевозке Кп = 1,03.
Расчёт количества материалов ведётся в следующей последовательности:
1. Расчет потребности материалов для выравнивающего слоя из щебня Vп
2. Расчет потребности материалов для устройства основания из фракционированного щебня, уложенного по принципу заклинки Vщ.
Из этого объема расклинцовка из расчета 15 м3 на 1000 м3 составляет Vр.щ.=0,015*Vщ. То есть объем основной фракции 40-70 мм составляет -Vщ-Vр.щ., м3, а объем расклинивающей фракции 10-20 мм -Vр.щ. м3.
2.1.Общий расход воды на конструкт. элемент составляет 20 т на 1000 м2.
Расчет потребности воды при поливке основной россыпи из расчета 14 т на 1000 м2 — Vв1 .
2.2. Расчет потребности воды при уплотнении расклинивающей фракции из расчета 6 т на 1000 м2 — Vв2 .
Общий расход воды составляет Vв1+Vв2.
2.3. Расчет потребности битума марки БНД 90/130 из расчета 0,72 т на 1000м2 покрытия.
3. Расчет потребности горячего пористого крупнозернистого асфальтобетона для нижнего слоя покрытия Vабс.к.
5. Расчет потребности горячего плотного мелкозернистого асфальтобетона для верхнего слоя покрытия Vабс.м.
6. Расчет потребности рядового щебня для отсыпки обочин Vщ .
7. Обустройство автомобильных дорог [доп. в. 27]
К обустройствам по обслуживан ию транспортных средств относят: 1. заправочные станции (АЗС); 2. станции технического обслуживания (СТО); 3. смотровые эстакады, моечные пункты и площадки для стоянки; 4. посадку зеленых насаждений; 5. устройство велосипедных и пешеходных дорожек; 6. установку рекламных щитов;
К обустройствам для обслуживания проезжающих по дороге относятся: автобусные павильоны, вокзалы и автостанции, площадки отдыха, пункты питания (столовые, рестораны, буфеты, кафе, ларьки для продуктов) и пункты длительного отдыха (общежития, гостиницы, мотели, кемпинги).
1. процентный состав транспортного потока (грузовые и пассажирские);
2. категорию автомобильной дороги;
3. протяженность автомобильной дороги при размещении сооружений и объектов сервиса (принимается как 100 кратная протяженности).
При разработке схемы обустройства дороги для грузового движения помимо основных требований необходимо учесть следующее: наиболее крупные грузовые станции размещают в населенных пунктах, при товарных станциях железных дорог, в местах перегрузки; на всем протяжении автомобильной дороги должен быть специализированный комплекс сооружений для обслуживания грузового движения; в конечных пунктах маршрута размещают грузовые станции со складами, пункты ремонта подвижного состава, пункты питания и отдыха водителей и служебные помещения для складских и экспедиционных операций.
Автовокзалы размещают на конечных пунктах автомобильных дорог и в крупных транспортных узлах (1000 пассажиров дальнего следования в сутки и более).
Автостанции различных размеров создают в промежуточных населенных пунктах. Для отдыха и ночлега водителей и пассажиров оборудуют придорожные гостиницы (отели), кемпинги, кафе, павильоны для ожидания автобусов, уборные, уширения проезжей части и площади для остановки автобусов.
Конструктивные слои дорожной одежды
... проезжей части и ее двух обочин. Проезжая часть дороги покрывается дорожной одеждой. Дорожная одежда выполняется в один или несколько конструктивных слоев. Многослойная дорожная одежда устраивается, как правило, на постоянных дорогах и имеет следующие основные конструктивные слои: Покрытие – верхний слой дорожной одежды, ...
8. Особенности строительства городских дорог
По характеру, составу и объему изыскательские работы в городских условиях во многом походят на изыскания загородных дорог. Однако имеется и ряд особенностей, обуславливаемых городскими условиями.
При изыскании для строительства новых и реконструкции существующих улиц, общее направление и план улицы устанавливают по данным планировки города. На плане улицы, обычно в масштабе 1:500 намечают базис — основную опорную линию для геодезических работ. Его принимают параллельным оси улицы, размещая так, чтобы движение не мешало работе геодезистов. Начальную и конечную точки и углы поворота базиса закрепляют на местности, привязывая к постоянным точкам.
В связи с большим количеством подземных коммуникаций и инженерных сооружений геодезические работы выполняют в городских условиях с большей точностью, чем на загородных дорогах.
Трассу измеряют по базису, отмечая на местности пикеты через 20 метров. На всех характерных участках намечают плюсовые точки. Для получения подробного и точного плана улицы на всех пикетах и плюсовых точках разбивают нормально к оси проезжей части поперечники до границ красной линии или линии застройки. Трассу нивелируют по базису с обязательной привязкой ко всем имеющимся вблизи реперам. При разбивке и нивелировке поперечников должны быть отмечены: трамвайное полотно, крышки колодцев подземных коммуникаций, входы в здания, въезды во дворы, окна подвальных этажей, водоприемные решетки, канавы, ось и лотки проезжей части.
При изысканиях для проектирования площадей, участок разбивают на квадраты со сторонами 10 — 20 м в зависимости от рельефа и размыва площади. Площадь нивелируют по квадратам.
Одновременно выполняют почвенно-грунтовые и гидрологические обследования. Шурфы закладывают в среднем через 100 м. На участках глубоких выемок или близкого стояния грунтовых вод проводят бурение. По данным этих обследований составляют почвенно-грунтовый профиль и проектируют конструкцию проезжей части или, если необходимо, дренажи и противопучинные мероприятия. Во время изысканий необходимо точно установить местоположение, размеры и состояние действующих подземных сооружений. При этом могут быть использованы материалы (планы, чертежи) организаций, ведающих подземным хозяйством.
9. Строительство дорожных одежд низшего типа
К дорожным одеждам низшего типа относят:
1. покрытия из крупнообломочных грунтов;
2. покрытия из местных грунтов или каменных материалов, укрепленных местными малоактивными материалами (такими как зола уноса, шлак и т.д.);
3. покрытия из грунтов, укрепленных или улучшенных скелетными добавками (щебнем, гравием, шлаком или другими местными материалами);
4. покрытия с испол. дерева (лежневые, бревенчатые сплошные или колейные).
Покрытия низшего типа используют на дорогах V категории, а также на первой стадии двухстадийного строительства дорог IV категории. Такие покрытия применяют на дорогах общего пользования, карьерных, лесовозных, внутрихозяйственных и сельскохозяйственных, при низкой интенсивности движения, а также на дорогах, используемых в течение ограниченного времени.
Методы оценки эксплуатационного состояния автомобильных дорог
... характеристики, по которым оценивается состояние дороги: обеспеченная скорость движения автомобилей пропускная способность и уровень загрузки дороги движением, безопасность движения, прочность дорожной одежды, ровность и сцепные качества покрытия. В зависимости от значений показателей ...
Такие покрытия обладают низкими эксплуатационными качествами — на них быстро образуются колеи, затрудняется проезд в дождливые периоды, пылят.
Если местным материалом являются такие грунты, как скальные, крупнообломочные или гравийные, то в этом случае достаточно выровнять поверхность грунтового основания.
В большинстве случаев встречаются глинистые, связные грунты, которые содержат пылеватые и глинистые частицы. Очень распространены пылеватые суглинки, которые даже при небольшом переувлажнении теряют прочность.
Прочность несвязных песчаных грунтов в меньшей степени зависит от увлажнения, но проезд по ним также затруднен из-за образования колеи. Чем однороднее песок по зерновому составу, меньше в нем пылеватых и глинистых частиц, тем интенсивнее происходит образование колеи.
Одним из простых способов улучшения свойств местных грунтов является их уплотнение. Уплотненный связный грунт значительно меньше подвергается вредному воздействию воды, медленнее впитывает ее и не допускает в нижние слои грунта, которые имеют меньшую плотность. Уплотненный грунт на протяжении длительного времени сохраняет плотность, если принимать меры по предохранению его от переувлажнения в период промерзания
10. Строительство дорожных одежд переходного типа
К переходному типу относят дорожные одежды с покрытиями гравийными, щебеночными, булыжными. Подобные покрытия названы переходными потому, что по мере роста интенсивности движения их используют в качестве основания для строительства на них покрытия усовершенствованного типа.
К переходному типу относят покрытия из грунтов и малопрочных каменных материалов, обработанных органическими вяжущими, а также гравийные и щебеночные покрытия, булыжные мостовые. Для строительства покрытий переходного типа применяют минеральные материалы с добавкой пылевато-глинистые частицы, которые после увлажнения приобретают вяжущие свойства.
Для покрытий переходного типа земляное полотно делают главным образом корытного профиля , размеры которого определяются толщиной дорожной одежды и шириной проезжей части. Дну корыта придают поперечный уклон в сторону обочин для удаления воды. Корыто может быть с присыпным и полуприсыпными обочинами, а также создаваться в уплотненном грунте на полную глубину корыта .
При устройстве корыта с присыпными обочинами первоначально производят планировку и уплотнение земляного полотна с приданием ему требуемого поперечного профиля, затем присыпают обочины из грунта, перемещаемого из резерва, или из привозного грунта.
Для полуприсыпных обочин (рис.) часть грунта выбирают из корыта и перемещают на обочину, затем планируют дно корыта и уплотняют.
11. Транспортно — эксплуатационные показатели дорог, методы их определения
Основные показатели дороги:
1. Расчетная скорость — это наибольшая скорость, с которой автомобили могут двигаться на всем протяжении дороги безаварийно. По этому показателю расчетами устанавливают остальные технические нормы проектирования. Расчетная скорость устанавливается в зависимости от категории дороги и рельефа местности. Для трудных предусмотрено смягчение требований к назначению элементов дороги при условии снижения расчетной скорости движения.
2. Расчетная нагрузка устанавливается для расчета прочности дорожных одежд и инженерных сооружений, а также проверки устойчивости земляного полотна. Расчетная нагрузка характеризуется нагрузкой на ось и весом расчетного автомобиля, находящегося в колонне, и обозначается HP или буквой Н с определенной цифрой (Н-10, Н-13, Н-30), обозначающей вес в тоннах автомобиля.
Проблемы дорожных покрытий в России и пути их решения
... дорог с асфальтобетонным покрытием. Большинство специалистов утверждает, что решение проблемы дорог в России одно: требуется новая технологическая основа. В настоящее время инженерами всё чаще предлагается технология строительства дорог ... сырья на тысячи лет. Таким образом, в настоящее время активно решается проблема дорожных покрытий в России, эксперты всё чаще говорят о внедрении новых технологий, ...
3. Габаритом моста (габаритом приближения конструкции) называется очертание, внутрь которого не должны вдаваться никакие элементы конструкций. Габариты мостов обозначаются буквой Г и числом, соответствующим ширине проезжей части на моста. Габарит устанавливается в соответствии с категор. дороги.
4. Пропускная способность дороги —представляет собой наибольшее количество автомобилей, которые могут пройти по дороге с определенной скоростью. Для безопасности движения расстояние между движущимися друг за другом автомобилями должно быть достаточным для того, чтобы при внезапной остановке впереди идущею автомобиля задний мог быть остановлен водителем.
Величина пропускной способности дороги зависит от числа полос движения, скорости движения транспортных средств и состояния поверхности проезжей части.
5. Провозная способность дороги (грузонапряженность движения) — наибольшее количество тонн грузов, которое может быть перевезено по дороге в единицу времени (час, сутки, год).
Провозная способность зависит от пропускной способности дороги и грузоподъемности используемых транспортных средств. грузонапряжённ. определяет интенсивность движ. и влияет на категорию дороги.
6. Проезжаемость дороги определяется числом дней в году, в течение которых дорога является проезжаемой.
7. Безопасность движения обеспечивается, в первую очередь, правильным проектированием автомобильных дорог. Безопасной, удобной и экономичной для движения можно считать только ту дорогу, которая всеми сочетаниями своих элементов и увязкой их с ландшафтом местности как бы подсказывает водителям направление и необходимые режимы движения.
12. Усиление и уширение дорожных одежд
Усиление дорожной одежды можно осуществить без уширения и с уширением проезжей части. Уширение чаще всего совмещают с усилением дорожной одежды. Возможны три основных способа повышения прочности дорожной одежды: земляной полотно дорога эксплуатационный
1. строительство нового покрытия на старой дорожной одежде;
2. замена верхнего слоя или всех слоев покрытия с сохранением или с усилением основания;
3. полная замена всей дорожной одежды с учетом перспективы роста интенсивности движения.
Первый способ по сравнению с другими требует меньших первоначальных затрат, но применим, когда недостаточная прочность дорожной одежды связана с частичной потерей прочности материалов или слоев покрытия. Перед укладкой слоев устраняют повреждения на старом покрытии (выбоины, трещины) и при необходимости укладывают выравнивающий слой.
Второй способ усиления дорожной одежды состоит в замене верхнего слоя или всех слоев покрытия с сохранением существующего основания дорожной одежды. Его применяют, если на старом покрытии много повреждений в виде сетки трещин и выбоин, связанных с существенной потерей прочности материала покрытия или его слоев. Кроме того, этот способ целесообразен в тех местах, где нельзя увеличивать толщину покрытия (например, на мостах во избежание снижения их грузоподъемности, в тоннелях или на участках под путепроводами во избежание уменьшения габаритов по высоте).
Конструкция дорожной одежды
... эти покрытия обладают более высокой сопротивляемостью тангенциальным и вертикальным усилиям, воздействующим на дорогу при движении автомобилей. Мостовые - конструктивные слои дорожной одежды, устраиваемые ... конструк¬ция дорожной одежды показана на рис. 1.21. Рис.1.21. Конструкция дорожной одежды Поверхностная обработка на усовершенствованных покрытиях капитального типа защищает покрытие от износа. ...
Асфальтобетонные слои снимают с помощью фрез.
Третий способ предусматривает полную замену всей дорожной одежды. Это может потребоваться при потере прочности материалов или слоев основания, необходимости строительства новых дополнительных слоев основания (дренирующего, теплоизолирующего), а также при исправлении земляного полотна. В каждом случае рекомендуется максимально использовать материал старой дорожной одежды.
Уширение дорожной одежды можно осуществлять двумя вариантами:
1. одностороннее (несимметричное) уширение;
2. двустороннее уширение. При одностороннем уширении дорожной одежды, как правило, устраивают выравнивающий слой и новое покрытие на всю ширину проезжей части
13. Повышение безопасности и удобства движения средствами дорожной службы
Деятельность служб организации движения (ГАИ, дорожно-эксплуатационные и другие организации) направлена на то, чтобы упростить ориентирование водителей на маршруте, помочь выбрать им оптимальную скорость, создать условия для более быстрого проезда маршрутных транспортных средств, обеспечить безопасность всех участников дорожного движения.
Одним из методов организации движения является введение определенных ограничений порядка движения для его участников. В большинстве своем вводимые ограничения — это вынужденная мера, направленная на повышение безопасности движения, пропускной способности дорожной сети, уменьшение вредного воздействия транспортных средств на окружающую среду.
Организация движения на улично-дорожной сети обеспечивается в основном с помощью дорожных знаков, разметки, светофоров, различных ограждающих и направляющих устройств. Порядок движения на перекрестках организуется с помощью светофоров. Разметка позволяет наилучшим образом распределять транспортные средства на проезжей части и повышать эффективность ее использования. Одновременно с этим разметка служит важнейшим средством зрительного ориентирования водителей. Дорожные знаки регулируют поведение водителей практически во всех наиболее типичных ситуациях и обеспечивают безопасность движения.
В практике организации дорожного движения широко реализуются методы обеспечения более высокой пропускной способности дорог и безопасности участников движения (Пропускную способность дороги оценивают наибольшим числом автомобилей, которые при условии обеспечения безопасности могут переместиться в течение 1 ч через определенный ее участок):
1. Введение одностороннего движения — повышает на 20—30 % пропускную способность дороги;
2. Разделение транспортных потоков по типам транспортных средств — способствует созданию однородных транспортных потоков;
3. Регулирование скорости с учетом загрузки дороги — повышает пропускную способность дороги;
4. Ограничение числа остановок и стоянок — повышает пропускную способность дороги и т. д.
14. Технология содержания дорог в осеннее — весенний периоды
Задачи по содержанию земляного полотна направлены на сохранение его геометрической формы, постоянное поддержание в рабочем состоянии различных водоприемных, водоотводных и водопропускных устройств. К ним относятся: в весенний период максимально снижать переувлажнение грунтов земляного полотна талыми и грунтовыми водами; в летний период выполнять работы по уходу за конструктивными элементами земляного полотна (обочины, откосы, водоотвод и др.), устранению мелких деформаций и разрушений; в осенний период предупреждать переувлажнение земляного полотна.
На пучинистых участках в весенний период следует особенно тщательно выполнять работы по обеспечению быстрого отвода талых вод. На откосах выемок, имеющих выход грунтовых вод, целесообразно производить очистку их поверхности от снега с удалением его за пределы выемки. В конце весеннего периода по мере просыхания грунта производят очистку водоотводных сооружений и дренаж от посторонних предметов и грязи, спускают оставшуюся в резервах и водоотводных канавах воду, выполняют работы по заделке промоин, исправлению бровок земляного полотна, осуществляют планировку неукрепленных обочин поврежденных участков откосов с уборкой небольших оползней, обвалов, селевых выносов. На участках с поврежденным дерновым покровом в благоприятные агротехнические сроки осуществляют посев трав.
В летний период выполняются работы по очистке от посторонних предметов резервов, откосов и обочин, грунтовых объездов в местах производства на проезжей части дороги ремонтных работ, уход за укрепительными и защитными сооружениями. В этот период осуществляют планировку неукрепленных обочин, заделку отдельных повреждений слоев укрепления, планировку отдельных участков неукрепленных и восстановление отдельных разрушенных мест укрепленных откосов; прочищают отдельные водоотводных канав с обеспечением продольного уклона дна, восстанавливают повреждения дренажных устройств и др.
В осенний период для обеспечения минимального увлажнения грунтов атмосферными осадками и снижения степени их переувлажнения весной следующего года выполняют систематическую очистку устьев водопропускных устройств и водоотводных канав от посторонних предметов и грязи, осуществляют планировку неукрепленных обочин. В сложных грунтовых климатических условиях, особенно на пучинистых участках, ограничивают заезд автомобилей на неукрепленные обочины.
15. Оценка ровности, шероховатости и сцепных качеств дорожной одежды
Для оценки ровности и сцепных качеств покрытий применяют сплошной или выборочный контроль.
Сплошной контроль осуществляется с применением высокопроизводительных передвижных лабораторий для обследования участков большой протяженности (более 1 км) при приемке построенных дорог в эксплуатацию, перед выполнением и после каждого ремонта.
Выборочный контроль используют при оценке ровности и сцепных свойств покрытий на сравнительно коротких участках (менее 1 км), на которых в процессе визуального осмотра установлено наличие неровностей и скользкости; применяют как передвижные лаборатории, так и портативные приборы.
Для определения ровности наибольшее распространение получил метод непосредственных дискретных измерений микропрофиля с помощью 3-метровой рейки с клином. Его применяют для контроля ровности при строительстве и для выборочного контроля ровности при эксплуатации дорог. Результаты промеров обрабатывают, вычисляя суммарное число просветов определенного размера, их общую сумму, и рассчитывают количество отклонений, выраженное в процентах от общего числа просветов. Результаты измерений просветов обрабатывают раздельно для каждого обследованного километра.
Шероховатость дорожного покрытия можно измерять различными приборами. Для измерения шероховатости методом песчаного пятна из мерного стаканчика на покрытие высыпают горкой 25 или 50 см3 мелкозернистого песка. Линейкой или плоским диском распределяют песок по кругу до тех пор, пока нижняя плоскость линейки не начнет касаться выступов шероховатости и весь песок не заполнит впадин в покрытии. Затем измеряют диаметр круга по четырем взаимно перпендикулярным направлениям и определяют среднеарифметический диаметр, по которому находят среднюю глубину впадин шероховатости (см).
Коэффициент сцепления — отношение максимального тягового усилия на колесе к вертикальной нагрузке на покрытие, при превышении которого начинается пробуксовывание ведущего колеса или проскальзывание заторможенного. Измеряют на каждой полосе движения при скорости автомобиля-лаборатории в 60 км/ч путем полного затормаживания измерительного колеса прицепного прибора. Измерительное колесо должно быть оборудовано шиной размером 6,45-13 с внутренним давлением воздуха 0,17 МПа и, иметь протектор без рисунка. Вертикальная нагрузка на измерительное колесо должна составлять 3 кН. Коэффициент сцепления покрытий эксплуатируемых дорог должен быть не менее 0,3, при его измерении шиной без рисунка и 0,4 — шиной, имеющей рисунок протектора.
16. Сервис и обслуживание на дорогах [доп. в. 7]
Объекты, входящие в комплекс первой категории организации придорожного обслуживания:
1. АЗС (автозаправочная станция).
2. Точка общественного питания. 3. Пункт технического обслуживания автомобилей. 4. Торговля запасными частями. 5. Автостоянка. 6. Места для торговли местного населения (продуктами местного производства, товарами народного промысла).
7. Аптечный киоск. 8. Гостиница.
Объекты, входящие в комплекс второй категории категории организации придорожного обслуживания:
1. Точка общественного питания (буфет, закусочная).
2. Автостоянка (площадка для отдыха).
3. Места для торговли местного населения (продуктами местного производства, товарами народного промысла).
4. Санитарный узел (умывальник, туалет).
1. процентный состав транспортного потока (грузовые и пассажирские);
2. категорию автомобильной дороги;
3. протяженность автомобильной дороги при размещении сооружений и объектов сервиса (принимается как 100 кратная протяженности).
При разработке схемы обустройства дороги для грузового движения помимо основных требований необходимо учесть следующее: наиболее крупные грузовые станции размещают в населенных пунктах, при товарных станциях железных дорог, в местах перегрузки; на всем протяжении автомобильной дороги должен быть специализированный комплекс сооружений для обслуживания грузового движения; в конечных пунктах маршрута размещают грузовые станции со складами, пункты ремонта подвижного состава, пункты питания и отдыха водителей и служебные помещения для складских и экспедиционных операций.
Автовокзалы размещают на конечных пунктах автомобильных дорог и в крупных транспортных узлах (1000 пассажиров дальнего следования в сутки и более).
Автостанции различных размеров создают в промежуточных населенных пунктах. Для отдыха и ночлега водителей и пассажиров оборудуют придорожные гостиницы (отели), кемпинги, кафе, павильоны для ожидания автобусов, уборные, уширения проезжей части и площади для остановки автобусов.
17. Охрана природы при эксплуатации дорог
Охрана природной среды при выполн ении ремонта и содержания дорог разделяется на две части:
Первая включает комплекс мер, принимаемых для защиты природной — среды от отрицательного воздействия автомобилей;
— Вторая — разработка мер от отрицательного влияния на окружающую среду самой дороги, как инженерного сооружения в процессе ее строительства и эксплуатации. Под окружающей средой в данном случае понимается придорожный комплекс, включающий в себя воздушный и водный бассейны, почвы, ландшафт, сельскохозяйственные угодья, растительный (флора) и животный мир (фауна).
Существенное отрицательное воздействие на окружающую среду оказывают выбросы автомобилей, содержащие бензпирен и свинец. Если принять содержание бензпирена в почвах в 3 км от дороги за эталон, то его концентрация возрастает в 3-4 раза на расстоянии 100 м и в 6-10 раз в 20 м. Глубина проникания бензпирена в почву до 1,5-2 м. Особо опасно наличие соединений свинца. Около 1 т свинца за год выбрасывают в атмосферу 1000 автомобилей. При этом примерно 70 % свинца, содержащегося в бензине, выбрасывается в атмосферу, в том числе около 40 % находится во взвешенном состоянии, а 30 % попадает на почву. Пробы грунта показали, что вблизи дороги оседает около 50 % свинца от всех автомобилей.
В зависимости от интенсивности движения концентрация свинца в воздухе может достигать 0,05 — 0,5 мг/м3. Свинец оседает на проезжую часть; попадает в почву, воду, на растения. У дороги концентрация свинца в почвесоставляет 50-100 мг в 1 м3 почвы, на расстоянии 100 м от дороги она равна 1-2 мг/м3. Если принять содержание свинца в почве за 100 % на расстоянии 5 м от дороги, то на расстоянии 10 м концентрация снижается до 10-15 %, а на расстоянии 20 м составляет только 5 %. С целью снижения степени загрязнения придорожной зоны соединениями свинца и уменьшения ширины зоны, в пределах которой содержание свинца в почве и растительности превышает допустимые концентрации, создают зеленые полосы не менее чем из двух рядов кустарника и двух-трех рядов деревьев. Ширина зеленых полос не менее 5 м, высота не менее 6 м. Расстояние от бровки земляного полотна до границы посадки определяется условиями снегозаносимости дороги. Дорога также оказывает воздействие на природную среду: химическое — испарение легколетучих токсических веществ из покрытий; физическое — образование пыли.
Хлористые соли, применяемые при борьбе с зимней скользкостью, негативно влияют на растительность, почву, воздушную среду. Производство ремонтно-строительных работ сопровождается образованием пыли, шумом, токсическим выбросом дорожными машинами и автомобилями отработавших газов, выделением токсических веществ от применяемых вяжущих. В местах стоянок грузовых транспортных.
18. Технология работ по повышению шероховатости
Поверхностные обработки с использованием фракционированного щебня устраивают преимущественно на участках дорог с опасными и затрудненными условиями движения на дорогах I — III категорий.
В зависимости от типа и состояния покрытия поверхностные обработки могут быть одиночными и двойными; на цементобетонных покрытиях — только двойными.
Существует два способа устройства поверхностных обработок:
1. традиционный — с раздельным распределением материалов;
2. способ с синхронным распределением вяжущего и щебня.
Традиционный способ. Работы по устройству одиночной поверхностной обработки традиционным способом с использованием битумов, дегтебитумов, битумо- и дегтеполимерных вяжущих производят в следующем порядке:
1. подготовка поверхности (очистка от пыли и грязи) и ремонтные работы;
2. розлив вяжущего (автогудронатора);
3. распределение щебня (щебнераспределителя);
4. укатка;
5. уход в период формирования.
При устройстве поверхностной обработки традиционными методами разрыв во времени между распределением вяжущего и россыпью щебня лимитируется временем остывания горячего битума и может достигать 1 часа.
При синхронном распределении вяжущего и щебня разрыв между этими операциями не превышает 1 сек, что существенно сказывается на повышении качества поверхностной обработки, как при использовании в качестве вяжущего горячего битума, так и битумной эмульсии.
Уплотнение уложенного слоя также происходит при горячем состоянии битума, что обеспечивает максимальный эффект уплотнения.
На цементобетонных покрытиях повышенные параметры шероховатости должны создаваться специальной обработкой поверхности покрытия:
устройством рифленых поперечных бороздок, обработкой поверхности щетками, применением прочного, трудно полируемого щебня и крупного песка.
19. Методы определения параметров и характеристик эксплуатации дорог [доп. в. 11]
Работы по оценке состояния дорог проводят в такой последовательности:
1. изучение проектной и технической документаций;
2. визуальный осмотр и обследования;
3. детальные инструментальные обследования и испытания.
При текущих ежегодных осмотрах и обследованиях визуально определяют вид и число дефектов дорожной одежды, земляного полотна, обочин, откосов и водоотвода, оценивают полноту, состояние и правильность размещения инженерного оборудования, обстановки и обустройства дорог, проводят инструментальную оценку ровности и сцепных качеств покрытия, составляют сезонные графики коэффициентов аварийности.
По результатам визуальных осмотров назначают мероприятия по содержанию, определяют участки для детального обследования. Их выполняют на участках имеющих неровности, трещины и разрушения покрытий, деформации земляного полотна и др. дефекты. Инструментальные измерения, испытания проводят с целью получить количественные данные о состоянии дорог, уточнить причины образования деформаций и разрушений, назначить виды ремонтных работ и их объемы.
Детальные обследования включают определение параметров геометрических элементов, полевые испытания дорожных одежд методами статического и кратковременного нагружения, вскрытия дорожной одежды (при необходимости) и определения физико-механических свойств материалов ее конструктивных слоев, грунтов земляного полотна под проезжей частью, оценку состояния обочин и откосов. К статическим относят метод штамповых испытаний и методы испытаний колесом автомобиля, к динамическим — методы испытаний падающими, ударными или вибрационными нагрузками. Все работы выполняют в расчетный (как правило, в весенний) неблагоприятный по условиям увлажнения период года. Для объективной и глубокой оценки состояния дорог создают диагоностические станции, оснащенные передвижными лабораториями и оборудованием для проведения всего комплекса испытаний и измерений по всем транспортно-эксплуатационным показателям.
Широкое распространение получил метод киносъемки.
20. Организация работ по ремонту и содержанию дорог
Состав работ по содержанию автомобильных дорог:
1. Полоса отвода, земляное полотно и водоотвод. Систематическое поддержание полосы отвода, обочин, откосов и разделительных полос в чистоте и порядке. Исправление повреждений и планировка откосов насыпей и выемок. Подсыпка, срезка, планирование и уплотнение неукрепленных обочин.
2. Дорожные одежды. очистка дорожных покрытий от мусора, пыли и грязи, уборка посторонних предметов, устранение скользкости, вызванной выпотеванием битума. Устранение мелких деформаций и повреждений (заделка выбоин, просадок и др.).
Частичное фрезерование или срезка гребней выпора и неровностей по колеям. Обеспыливание дорог.
3. Обустройство дорог, организация и обеспечение безопасности движения. Уход за знаками, замена поврежденных и установка вновь недостающих дорожных знаков. Нанесение разметки. Исправление и замена ограждений. Содержание в чистоте и порядке автобусных остановок, пешеходных переходов, площадок отдыха и элементов их обустройства, а также шумозащитных сооружений.
4. Зимнее содержание дорог. Удаление снежных валов. Расчистка снежных заносов.
Состав работ по ремонту автомобильных дорог:
1. Земляное полотно и водоотвод. Восстановление размытых и разрушенных участков, в том числе вследствие пучинообразования и оползневых явлений, очистка обвалов, оползней и селевых выносов. Уменьшение крутизны откосов насыпей и выемок, засев травами откосов земляного полотна и резервов с проведением необходимых агротехнических мероприятий по созданию устойчивого дернового покрытия. Укрепительные и другие работы, обеспечивающие устойчивость земляного полотна.
2. Дорожные одежды. Восстановление изношенных верхних слоев дорожных покрытий с обеспечением требуемой ровности и шероховатости, восстановление покрытий способами и методами, обеспечивающими повторное использование материала старого покрытия. Устройство поверхностной обработки, защитных слоев и слоев износа на всех типах дорожных одежд. Ликвидация колей глубиной до 45мм и других неровностей методами поверхностного фрезерования, укладки нового слоя покрытия или поверхностной обработки. Восстановление профиля и усиление щебеночных, гравийных и грунтовых улучшенных покрытий с добавлением щебеночных или гравийных материалов.
21. Характеристика поверхности дороги [доп. в. 15]
Основными эксплуатационными показателями дороги являются прочность и ровность покрытий.
Прочность дорожной одежды характеризуется модулем упругости, определяющим сопротивление материалов дорожной одежды внешним нагрузкам. Требуемый модуль упругости дорожной одежды должен обеспечивать достаточный запас прочности с учетом возможности роста интенсивности движения. Его устанавливают в зависимости от категории дороги.
Ровность покрытия оценивают различными способами. Простейший из них — измерение просвета между поверхностью покрытия и трехметровой рейкой, приложенной к покрытию. Удобными и простыми средствами комплексной оценки ровности покрытия являются передвижная многоопорная рейка. При перемещении передвижной многоопорной рейки со скоростью 3—4 км/ч по поверхности покрытия записывающее устройство вычерчивает на меловой ленте неровности в виде графика в масштабе горизонтальном 1 : 100 и вертикальном 1 : 1. Полученный график дает объективную оценку ровности покрытия.
Коэффициентом сцепления — отношение максимального тягового усилия на колесе к вертикальной нагрузке на покрытие, при превышении которого начинается пробуксовывание ведущего колеса или проскальзывание заторможенного, называют коэффициентом сцепления. Измеряют на каждой полосе движения при скорости автомобиля-лаборатории в 60 км/ч путем полного затормаживания измерительного колеса прицепного прибора. Измерительное колесо должно быть оборудовано шиной размером 6,45-13 с внутренним давлением воздуха 0,17 МПа и, иметь протектор без рисунка. Вертикальная нагрузка на измерительное колесо должна составлять 3 кН. Коэффициент сцепления покрытий эксплуатируемых дорог должен быть не менее 0,3, при его измерении шиной без рисунка и 0,4 — шиной, имеющей рисунок протектора.
22. Основы теории переноса снега и отложения снега
Главным источником снежных отложений на дороге является снегоперенос, вызванный метелями. Ветром снежные частицы поднимаются над поверхностью снежного покрова и снова откладываются там, где скорость ветра снижается. Переносимые метелью частицы снега имеют различную форму и размеры: от 0,01 до 2 мм, но 90% их размером 0,1-0,25 мм. Масса переносимых частиц колеблется от 0,0001 до 0,005 г. Они могут подниматься только до определенной высоты — потолка взвешивания. Крупные, тяжелые снежинки перемещаются скачкообразно по поверхности снежного по крова. Такое движение называют сальтацией .
Снегоперенос рыхлого снега начинается при скорости ветра более 3—5 м/с, когда мелкие частицы снега размером 0,2-0,5 мм смешиваются c приземным воздухом и образуют турбулентный снеговетровой поток. Выпадающие из этого потока частицы разрушают снежную поверхность, способствуя дополнительному питанию снежинками снеговетрового потока.
При низовой метели основная масса снега переносится в приземном слое высотой 1,5-2,0 м, причем около 90% переносится на высоте 10-20 см. Количество снега, переносимого низовой метелью, определяется транспортирующей способностью, которая оценивается удельным твердым расходом метели .
Удельный твердый расход, или интенсивность переноса метели — масса снега, переносимого в единицу времени через единицу площади вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению снеговетрового потока. Интенсивность переноса измеряют в граммах на квадратный метр в секунду или в кубических метрах на метр в час (т.е. на 1 м фронта метели):
Уmax = C*Vф 3 ,м3
где: С- коэффициент пропорциональности, зависит от плотности снега;
- Vф- скорость ветра на высоте флюгера (т.е. на высоте 10 м), м/с.
Метелевый поток может быть насыщенным и ненасыщенным.
Насыщенный — ветровой поток переносит количество снега, соответствующее его максимальной транспортирующей способности, ненасыщенный — масса переносимого снега меньше предела насыщения. Для того чтобы поток стал насыщенным, необходим определенный путь разгона метели, или длина разгона метели:
Lp = 86,4*Уmax/i
где : Умах- максимальный твердый расход снеговетрового потока;
- i — интенсивность снегопада, мм/сут.
23. Виды зимней скользкости. Профилактика зимней скользкости
Зимняя скользкость — ледяные образования и снежные отложения на поверхности дороги, приводящие к снижению коэффициента сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги и ухудшению ровности.
