Зимнее содержание автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский автомобильно-дорожный государственно технический университет (МАДИ)

Кафедра строительства и эксплуатации дорог

Курсовой проект

«Зимнее содержание автомобильной дороги»

Разработал: Лебедев Б.И

Группа: 5Д4

Преподаватель: Каленова Е.В

Москва 2012г.



1. Анализ природно-климатических условий зимнего содержания дороги

Ленинградская область - субъект Российской Федерации, расположенный на северо-западе европейской части страны. Входит в состав Северо-Западного федерального округа и Северо-западного экономического района.

Среднемесячная температура воздуха (С)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Температура	-7,8	-7,8	-3,9	3,1	9,8	15,0	17,8	16,0	10,9	4,9	-0,3	-5,0

Повторяемость направлений ветров и штилей (%)

Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	штиль
I	8	6	9	10	18	19	22	8	6
II	8	9	10	10	18	19	20	6	7
III	8	8	10	10	17	21	21	5	8
IV	11	14	12	9	11	16	21	6	9
V	14	14	10	6	8	17	24	7	11
VI	16	13	8	6	9	15	24	9	10
VII	14	10	8	7	11	17	24	9	12
VIII	13	10	9	7	12	18	21	10	14
IX	13	8	9	8	17	19	17	9	12
X	11	5	7	9	21	22	15	10	7
XI	10	6	11	11	22	19	12	9	4
XII	7	6	11	9	20	20	17	10	5
год	11	9	10	8	16	19	19	8	9

Расчет эпюры повторяемости ветров:

Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	штиль
I	8	6	9	10	18	19	22	8	6
II	8	9	10	10	18	19	20	6	7
III	8	8	10	10	17	21	21	5	8
XI	10	6	11	11	22	19	12	9	4
XII	7	6	11	9	20	20	17	10	5
?/n =	10,25	8,75	12,75	12,5	23,75	24,5	23	9,5	7,5

Продолжительность зимнего периода составляет 143 дней. (I,II,III,XI,XII месяцы)

Скорость ветра (м/сек)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Скорость	2,6	2,4	2,3	2,2	2,0	1,9	1,8	1,8	1,9	2,4	2,6	2,6	2,2

Среднее число дней с метелью (дни)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Число дней с метелями	2	3	1	0,2	0	0	0	0	0	0,1	1	2	9

Средняя декадная высота снежного покрова по постоянной рейке (cм)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Высота	29	26	26	4	0	0	0	0	0	1	17	26	hmin	1
													hср	11
													hmax	73

Среднее количество осадков, приведённое к показаниям осадкомера (мм)

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
Количество осадков	44	33	37	31	46	71	79	83	64	67	56	51	662

Число дней с твердыми, жидкими и смешанными осадками

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Год
твердые	17	17	10	3	0,2	0	0	0	0	2	9	17	73
смешанные	8	5	6	5	1	0	0	0	0,2	3	7	6	40
жидкие	2	2	4	8	15	17	17	17	19	17	9	4	1

Число дней со случаями образования зимней скользкости - 85 день

Средняя дата начала периода зимней скользкости - 11.11

Средняя дата окончания периода зимней скользкости - 3.04

Продолжительность периода - 143 дней



2. Определение снегозаносимости дороги и назначение мероприятий необходимых для обеспечения её незаносимости:

2.1 Определение снегоприноса по направлению ветра

Объем снегопереноса по каждому направлению, указанному на розе ветров, составляет

, м3/п.м.

где - доля ветров данного направления по розе ветров,

Q = 720 м3/п.м. - расчётный снегоперенос из задания.

Поскольку часть румбов розы ветров расположены с правой стороны от оси участка дороги, а часть - с левой стороны, снегопринос определяют отдельно с левой и правой стороны по формулам:

для левой стороны

для правой стороны

где Qл, Qпр - соответственно снегоприносы с левой и правой стороны, м3/п.м.

qлi, qпi - соответственно снегоприносы по соответствующим румбам с левой и правой стороны;

гni - угол между рассматриваемым румбом ветра и осью дороги.

Таким образом, все снегоприносы по румбам справа и слева приводят к одному снегоприносу, направленному перпендикулярно к оси дороги. Такие снегоприносы и принимаем за расчетные.



2.2 Расчет общего снегоприноса

Участок	Сторона от оси дороги	Направление ветра	Повторяемость ветра,	Угол гni, градус	sin гni	Объем снегоприноса Qл, Qпр, м3/п.м.
0 - 12	право	Ю	0,2375	10	0,544	65,89
		ЮЗ	0,245	55	1	121,10
		З	0,23	80	0,994	120,38
		СЗ	0,095	35	0,428	51,86
			УQпр =359,23
	лево	С	0,1025	10	0,544	36,11
		СВ	0,0875	55	1	66,36
		В	0,1275	80	0,994	65,97
		ЮВ	0,125	35	0,428	28,42
						УQл = 196,86
12 - 28	право	ЮЗ	0,245	30	0,988	99,67
		З	0,23	75	0,388	39,12
		СЗ	0,095	60	0,305	30,75
		С	0,1025	15	0,65	65,60
						УQпр =196,86
	лево	СВ	0,0875	30	0,988	85,59
		В	0,1275	75	0,388	33,59
		ЮВ	0,125	60	0,305	26,40
		Ю	0,2375	15	0,65	56,33
						УQл =201,92
28 - 40	право	Ю	0,2375	3	0,141	17,09
		ЮЗ	0,245	48	0,768	11,81
		З	0,23	87	0,822	10,79
		СЗ	0,095	42	0,917	17,53
						УQпр =57,22
	лево	С	0,1025	3	0,141	9,37
		СВ	0,0875	48	0,768	50,99
		В	0,1275	87	0,822	54,55
		ЮВ	0,125	42	0,917	60,83
						УQл =175,74
40 - 50	право	ЮЗ	0,245	36	0,992	100,05
		З	0,23	81	0,63	63,54
		СЗ	0,095	54	0,559	56,37
		С	0,1025	9	0,412	41,57
						УQпр =261,53
	лево	СВ	0,0875	36	0,992	85,91
		В	0,1275	81	0,63	54,56
		ЮВ	0,125	54	0,559	48,41
		Ю	0,2375	9	0,412	35,70
						УQл =224,58

2.3 Выявление снегозаносимых участков

а) По продольному профилю.

Насыпь

h > Hнезан, где h - высота незаносимой насыпи;

где hр - расчетная высота снежного покрова с вероятностью превышения 5%;

Дh - возвышение бровки земляного полотна над расчетным уровнем снежного покрова, необходимое для ее незаносимости.

где hmax - максимальная высота снежного покрова (hmax = 73 см).

где B - ширина земляного полотна по верху (для IV категории автомобильной дороги B = 10 м); а - расстояние отбрасывания снега с дороги снегоочистителем (а= 8м).

Дh принимается по СНиПу 2.05.02-85 в зависимости от категории дороги. Для автомобильной дороги II технической категории Дh = 0,5м.

Из Дh= 0,7м и Дh=0,45м выбираем максимальное значение, Дhmin= 0,50 м

Выемка

где Wопт - снегоемкость откоса и подкюветной части выемки;

- объем снегонаноса; Qпр - объем снегоприноса.

б) По климатическим условиям.

В соответствии с ВСН 24-88 к снегонезаносимым участкам относятся участки на которых:

Объем снегопереноса Qснегопереноса < 10 м3/п.м.

Объем снегоприноса Qснегоприноса < 25 м3/п.м.

в) По ситуации.

К снегонезаносимым участкам относятся участки дороги, проходящие по территории населенных пунктов или лесов.

Классификация участков по снегозаносимости:

Снегозаносимый участок	Признаки	Рекомендуемое средство защиты
Сильнозаносимый	Нераскрытые выемки (заложение откосов от 1:3 до 1:7). Все выемки на кривых	Лесозащитная полоса (при Q>25м3/п.м.). Снегозадерживающие заборы.
Среднезаносимый	Раскрытые выемки (заложение откосов от 1:7 до 1:10). Полувыемка-полунасыпь. Дорога в нулевых отметках. Насыпь при H<hп.	Переносные щиты. Лесозащитные полосы. Сетки из полимерных материалов.
Слабозаносимый	Насыпь при H>hп, но H<hнезан, персечения в одном уровне.	Снежные траншеи (hп>0,2м). Живая изгородь (Q<25м3/п.м.).



2.4 Выбор снегозадерживающих устройств

Временные снегозадерживающие устройства.

Переносные щиты.

Переносные щиты - маневровое средство снегозащиты. Они могут применяться в качестве самостоятельного средства защиты дорог от снежных заносов и как средство усиления посадок или заборов.

Щиты устанавливают сплошной линией параллельно оси дороги, привязывая их к кольям. Расстояние между кольями должно быть 1,9 м. Чтобы предохранить щиты от примерзания к грунту, их следует привязывать к кольям так, чтобы просвет от поверхности земли составлял 5 см. При невозможности установки щитов на колья их ставят наклонно друг к другу (в козлы), прочно связывая верхние концы.

Щитовая снегозащита должна иметь в плане вид прямой или плавной кривой линии, без изломов и резких изгибов. Щиты по возможности следует ставить по верху возвышений и избегать понижений.

В местности с мало интенсивными метелями (при объемах снегоприноса меньше 50 м3/м) на средне- и слабозаносимых участках дорог при небольшой интенсивности движения вместо сплошных линий можно создавать щитовые линии с разрывами шириной, равной расстоянию между кольями (1,9 м) и не чаще, чем через каждые три щита.

Первоначальное расстояние установки щитов от бровки земляного полотна следует назначать в зависимости от объема снегоприноса: до 25 м3/м 30 м; до 50 м3/м - 40 м; до 75 м3/м - 50 м; более 75 м3/м -60 м.

Перестановку на вершину снежного вала или подъем щитов по кольям делают, когда:

- высота снежного вала достигает уровня, составляющего в местностях с интенсивной метелевой деятельностью 2/3 высоты щита, а в местности с неинтенсивной деятельностью - полной высоты щита;

- непосредственно у щитовой линии слой снега достигает 50 см.

Необходимость перестановки щитов устанавливают по тому признаку, который наступает раньше.

Участок	Сторона дороги	hнас	hв	Ситуация	Снегозаносимость уч-ка	Ср-ва защиты
0-4	Право	1,3		Пашня	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево			Лес
4-7	Право	1,3		Пашня	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
7-11	Право		2,6	Пашня	Среднезаносим	Щиты
	Лево
11-12	Право		2,6	Нас. пункт	Незаносим
	Лево
12-14	Право		2,6	Лес	Незаносим
	Лево
14-19	Право		1,2	Лес	Незаносим
	Лево
19-20	Право	1,7		Лес	Незаносим
	Лево
20-24	Право	1,7		Луг	Незаносим
	Лево
24-25	Право	1,7		Пашня	Незаносим
	Лево			Луг
25-26	Право	1,1		Пашня	Незаносим
	Лево			Луг
26-28	Право	1,1		Пашня	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
28-29	Право	1,1		Пашня	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
29-36	Право	1,1		Луг	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
36-40	Право	1,1		Лес	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
40-41	Право	1,1		Лес	Слабозаносим	Снежные траншеи
	Лево
41-42	Право	3,2		Лес	Незаносим
	Лево			Нас. пункт
42-43	Право	3,2		Нас пункт	Незаносим
	Лево			Пашня
43-47	Право	3,2		Луг	Незаносим
	Лево			Пашня
47-50	Право	3,2		Лес	Незаносим
	Лево			Пашня

В соответствии с ВСН 24-88 таблица 6.4 при скорости ветра менее 20 м/с и объеме снегоприноса более 100 м3/м принимаем III тип щита. Lщ = 60 м. Поперечный профиль схема №1.

Тип щита	Высота, м	Просветность, %	Скорость ветра, м/с, при которой можно применять	Объем снегоприноса, м3/м, при котором
		общая	нижней части	верхней части	щиты	целесообразно применять щиты
I	2.0	59	60	40	Более 20	Более 100
II	1,5	50	60	40	Более 20	Менее 100
III	2,0	60	70	50	20 и менее	Более 100
IV	1,5	60	70	50	20 и менее	Менее 100
Примечание. Вертикальные планки щитов всех типов делают толщиной 16 мм. Горизонтальные планки и диагонали делают толщиной 13 мм.



На участках насыпью устраиваем снежные траншеи



3. Организация работ по очистке дороги от снежных отложений

3.1 Определение допустимого времени снегонакопления

При организации патрульной снегоочистки на автомобильной дороге в первую очередь необходимо знать допустимое время накопления или продолжительность снегоудаления Вmin , то есть время, через которое патрульный снегоочиститель должен повторять проход по одному мету, чтобы не допустить снегонакопление на дороге слоем толщиной больше допустимого.

Допустимое время снегонакопления определяют сначала для снегопада расчетной интенсивности, а затем для метели расчетного снегоприноса. За расчетное допустимое время между проходами снегоочистительных машин принимают меньшее из этих значений.

Допустимое время снегонакопления в период снегопада определяют по формуле

, ч;

где hдоп - максимальная допустимая толщина слоя рыхлого снега на поверхности проезжей части (для IV категории автомобильной дороги hдоп = 30мм); гс - плотность свежевыпавшего снега (Принимаем гс = 0,1т/м3); гв - плотность воды (Принимаем гс = 1т/м3); iр - интенсивность расчетного снегопада, мм воды/ч.

Для определения интенсивности расчетного снегопада сначала вычисляют эти интенсивности для каждого зимнего месяца по формуле

,мм воды/ч

где qi - количество осадков за рассматриваемый месяц зимнего периода, мм воды; n - количество снегопада или число дней со снегопадами в каждый месяц;

tсн - средняя продолжительность снегопада, ч.

Месяц	Кол-во осадков	Доля данного вида осадков от общего количества	Кол-во смешанных и твердых осадков, мм	Общ. Продолжительность осадков в месяц, часы	Интенсивность снегопада
		Смешанные	Твердые	тв. к смеш
I	44	20	23	1	25	200	0,22
II	33	13	23	2	22	176	0,19
III	37	15	14	1	16	128	0,29
IV	31	13	4	0,3	8	64	0,48
XI	56	18	12	1	16	128	0,44
XII	51	15	23	2	23	184	0,28

Из всех полученных значений интенсивности снегопада за расчетную принимаем наибольшее iр = 0,48 мм воды/ч.

Тогда допустимое время снегонакопления в период снегопада будет равно:

Допустимое время снегонакопления в период метелей tс определяют по графику на стр.12 [2], используя максимальный объем того снегоприноса, направление ветра которого с дорогой составляет угол меньший или равный 150.

0-12 км

Ю, г=100, Qл = 65,89 м3/п.м по графику tм = 6,1 ч

С, г=100, Qл = 36,11 м3/п.м по графику tм >10 ч

12-28 км

С, г=150, Qл = 65,60 м3/п.м по графику tм = 6,1 ч

Ю, г=150, Qл = 56,33 м3/п.м по графику tм =6,3 ч

28-40 км

Ю, г=30, Qл = 17,09 м3/п.м по графику tм >10 часов

С, г=30, Qл = 9,37 м3/п.м по графику tм >10 часов

40-50 км

С, г=90, Qл = 41,57 м3/п.м по графику tм = 7,5 часов

Ю, г=90, Qл = 35,70 м3/п.м по графику tм >10 часов

Выбираем минимальное время снегонакопления.

За расчетное допустимое время между проходами снегоочистительных машин принимаем:

tдоп = 6,1 часа

3.2 Определение объёма работ и количества машин

Определение числа плужно-щеточных снегоочистителей в отряде (Nс)

Определяем число плужно-щеточных снегоочистителей в отряде (Nс) в зависимости от ширины очистки дороги по верху Bч/2, от ширины рабочего захвата снегоочистителя Вр и от ширины перекрытия следа a=0,5 м.

Для дороги IV технической категории местного значения непрерывного действия с регулярным автобусным движением в зимний период значение Bч =7,0 м. Ширину рабочего захвата снегоочистителя принимаем равной Вр = 4,4м для плужно-щеточного снегоочистителя

ЭД-405.

Nс =Bmin/(Bp-a)=3,75/(4,4-0,5)=0,9 округляем до 1 машины.

Требуется одна машина, чтобы очистить одну полосу движения, следовательно, для двух полос движения нужно две машины (если очистка производится одновременно) или же 1 машина, которая пойдет вторым проходом по второй полосе. Принимаем одну машину, с двумя последовательными проходами.

Тогда: Вч = [Вр+(Вр-а)(n-1)] = (4,4+(4,4-0,5)(2-1)) = 8,3 м > Вmin - подсчитана фактическая очищенная поверхность после двух проходов снегоочистителя.

Определение числа отрядов плужно-щеточных снегоочистителей из Nотр машин.

Nотр = S/(n*П*tдоп) = Вч*2Lуч/(n*П*tдоп) =

8,3*100000/(2*74880*8,17) = 0,68

S - площадь подлежащая очистке;

n - количество машин;

Lуч - длина участка, подлежащая очистке;

П = Vр*(Вр-а)*Кв*Кт*103 = 30*(4,4-0,5)*0,8*0,8*103 = 74880 (м2/ч)

Vр - рабочая скорость;

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени;

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной;

а - перекрытие следа (взято перекрытие между двумя последовательными проходами снегоочистителя)

Nотр = 0,68 - 1 отряд (1 снегоочиститель)

Определение числа автогрейдеров Nа.

ДЗ-80

> ч

Nа = (2*Lуч)/(П*tдоп) = (2Lуч)/(П*tдоп) = 2*50000/(6400*24,51) = 0,64

П = Vр*Кв*Кт*103 = 10*0,8*0,8*103 = 6400 (м/ч)

Nа = 0,64 округляем до 1 машины Кисп. = 0,64

Определение числа роторных снегоочистителей Nр.

СНФ-200



Nр = Мсн/(Пв*Тв) = 1179 / (220*24,51) = 0,22

Пв = 220 т/ч - производительность машины

Мсн = 10-3*Вч*Lуч*iр*t*jводы = 10-3*8,3*43000*0,367*9*1 = 1179 т - масса снега, подлежащего уборке

Lуч=43000 м (вариант №2 очистки дороги от снежных отложений)

Nр = 0,22 округляем до 1 машины Кисп. = 0,22

Определение количества снегоуборочных машин Nу.

КО-206А "Золотые ручки"

Nсн = Мсн/Пв*Ток. сн. = 173/(40*12)= 0,36

Мсн = 10-3*Вч*Lуч*iр*t*jводы = 10-3*7.5*7000*0,367*9*1 = 173 т

Пв = 40 т/ч

Lуч=7 км (вариант №3 очистки дороги от снежных отложений)

Nсн = 0,4 округляем до 1 машины Кисп. = 0,36

Определение количества автомобилей-самосвалов для транспортировки снега:

VOLOVO A-35D

Nа/с = Vсн.уп. / (Па/с*Ток.сн.) = 692/(16*12) = 3,6

Vсн.уп. = Мсн / jсн.уп. =173/0,25= 692 м3 - объём уплотнённого снега

Па/с = = 16 м3/ч

Принимаем расположение снежной свалки на 10 км.

Определяем средневзвешенную дальность транспортировки на снежную свалку

н/п 11-12 км 1 км Мсн = 10-3*Вч*Lуч*iр*t*jводы = 10-3*8,3*2000*0,367*9*1=54,8т - 28,5% снега

н/п 41-43 км 2 км Мсн = 10-3*Вч*Lуч*iр*t*jводы = 10-3*8,3*3000*0,367*9*1=82,2т - 42,8% снега

l1=1,5км - расстояние от снежной свалки до н/п №1

l2=32км - расстояние от снежной свалки до н/п №2

lср.зв = (l1*m1+l2*m2+l3*m3)/( m1+ m2+ m3) + l0 = (1,5*0,285+32*0,428)/(1) + 5 = 19,1 км

l0 = 5 км - удаленность в сторону от а/д.

Nа/с = 3,6 округляем до 4 машин Кисп. = 3,6/4 = 0,9

3.3 Построение почасового графика работы патрульных снегоочестителей

В пределах одного населенного пунктаразмещаем базу дислакации патрульных снегоочестителей.



4. Разработка технологии и организации борьбы с зимней скользкостью на проезжей части дороги

4.1 Выбор метода борьбы с зимней скользкостью

Способы борьбы с зимней скользкостью:

1. Фрикционный - россыпь минеральных материалов в виде песка и щебня, повышающих коэффициент сцепления с обледенелым покрытием (применим на дорогах низких категорий, мостах, путепроводах).

2. Химический - распределение химических противогололедных материалов (ПГМ) или реагентов, способных расплавить снег или лед и превратить их в воду.

3. Механический - скалывание льда с поверхности специальными машинами.

4. Тепловой - растапливание льда путем обогрева покрытия (электричество, теплоноситель и т.п.).

5. Комбинированный - сочетание выше перечисленных способов (химико-механический, физико-химический, химико-фрикционный).

Выбираем химический метод.

Достоинства химического метода:

- наиболее эффективный (полностью устраняет скользкость);

- малый расход материалов (в 5 - 10 раз меньше, чем при фрикционном методе).

Недостатки химического метода:

- требует высокой культуры организации работ и машин высокого технического уровня;

- экологически опасен;

- вызывает коррозию.

Норма распределения материала зависит от:

- температуры воздуха;

- толщины слоя льда или снега;

- вида зимней скользкости;

- вида химического реагента.

Вид зимней скользкости -гололед

температура воздуха - - 4оС

толщина скользкости- 3,5 мм.

Выбираем - хлористый натрий в виде поваренной соли

Потребность реагента на один случай борьбы с зимней скользкостью:

,т,

где L - длина дороги, (L = 50км);

bч - ширина чистой проезжей части. Принимаем bч = 10м ;

а - норма россыпи, для чешуированного хлористого кальция а = 75*3,5 = 263 г/м2;

Kn = 1,05 - коэффициент, учитывающий неточность россыпи материала, принимаем.

т.

Вся потребность противогололедного материала на зиму определяется по формуле

n = 101 - количество случаев образования зимней скользкости.

т

А = Qобщ/(Lд*bч) = 13938/(50*10) = 28 кг/м2

А - количество материала посыпаемого за всю зиму на 1м2

28 кг/м2 > 2 кг/м2 , т.е. норма распределения больше допустимой за год ? требуется проведение мероприятий, направленных на снижение расхода химических реагентов.

4.2 Определение мест дислокации баз противогололёдных реагентов.

Исходный материал - хлористый натрий в виде поваренной соли;

Сроки ликвидации зимней скользкости - 4ч;

? экономически целесообразное расстояние между базами противогололёдных реагентов - 95км;

Длина дороги 50км ? принимаем 1 базу на 25 км с удалением от дороги на 3км.

lпр=lлев=25 км.

l0=3 км.

4.3 Технология ликвидации зимней скользкости

Вид зимней скользкости - гололед (стекловидный лед) при t = -4°С и 3,5 мм осадков

Технология удаления заключается в:

- распределении реагента;

4.4 Разработка почасового графика распределения реагентов

Бумер ЭД-405

Технические характеристики.

Объем бункера, м3 - 4,7…5,5

Объем баков системы увлажнения, м3 - 1,29

Ширина рабочей зоны, м:

-при распределении ПГМ - 2…12

Плотность распределения ПГМ, г/м2 - 20…500

Рабочая скорость при распределении, км/ч - 60

Рабочая скорость при груженом ходе, км/ч - 70

Рабочая скорость при порожнем ходе, км/ч - 80

Время полного цикла работы распределителя ПГМ определяется по формуле:

tц = tп+tгр+tр+tх (ч)

tп - время погрузки распределителя;

tгр - время движения груженого распределителя к месту обработки, ч;

tр - время 1 разгрузки ПГМ, ч;

tх - время движения порожнего распределителя к базе ПГМ, ч.

l0 - расстояние от базы ПГМ до трассы, l0 = 3км;

lл,пр - расстояния от выхода на трассу в левую и правую стороны соответственно, lл = 25км, lпр = 25км.

lтр - длина трассы, lтр = 50км.

Vгр, Vх - скорости распределителя груженого и порожнего соответственно:

Vгр = 50км/ч, Vх = 65км/ч, Vр = 60 км/ч

lp - длина разгрузки распределителя за один проход (км),

V=5,5 м3 - объем кузова;

с = 1,3 кг/м3 - плотность поваренной соли;

а - норма распределения ПГМ, а = 263г/м2;

Вч - ширина распределения = 3,75 м;

Vp - рабочая скорость при распределении: Vp = 50км/ч.

tц = tп+tгр+tр+tх = 0,1ч+0,31ч+0,12ч+0,238ч = 0,77ч.

Среднее количество рейсов 1 распределителя за директивное время ликвидации зимней скользкости:

Причем это количество рейсов учитывает обработку только одной полосы движения.

tоп - время на оповещение, tоп = 0,5ч;

Количество рейсов:

li = 100 км, длина обрабатываемого участка дороги; берем удвоенную длину дороги, так как дорога имеет две полосы движения в разных направлениях и, соответственно, обрабатывать надо вдвое больше.

Количество распределителей:



Для того чтобы обработать всю дорогу в обоих направлениях в заданные сроки (4 часа) потребуется четыре распределителя.



5. Проектирование и строительство автозимника

К зимним а/д или автозимникам относят сезонные а/д с покрытием д.о. из снего, льда и мертвого грунта.

Автозимники подразделяют:

1) по продолжительности действия

- регулярные (используются каждую зиму)

- временные (1-2 зимы)

- разовые (для пропуска колонн а/м)

2) по расположению на местности:

- сухопутные

- ледовые

3) по продолжительности использования времени года:

- только для периода с отрицательными температурами

- с продолжительным периодом эксплуатации

Существует 2 категории автозимников:

I - интенсивность более 150 авт. сут. приведенное к расчетной нагрузке 5 тонн, расчетная скорость движения 60 км/ч

II - интенсивность менее 150 авт. сут. привед. К 5 тоннам с расчетной нагрузке, расчетная скорость движения 50 км/ч

5.1 Проектирование поперечного профиля автозимника

Для попреречного профиля определяют интенсивность движения приведенную к 5 тоннам по формуле

Ширину полосы движения принимаем исходя из ширины расчетного автомобиля

Шп дв = Враспр + 1,5 м

Снегонезаносимый участок

Снегозаносимый участок

Расчет общего снегоприноса для автозимника

сторона а/д	величина угла	sin
правая	СВ	35	0,574	63	36,16	193,68
	С	80	0,985	73,8	72,69
	СЗ	55	0,819	68,4	56,02
	З	10	0,174	165,6	28,81
левая	ЮЗ	35	0,574	176,4	101,25	359,37
	Ю	80	0,985	171	168,44
	ЮВ	55	0,819	90	73,71
	В	10	0,174	91,8	15,97

По правую стророну дороги назначаем 4 траншеи;

По левую сторону дороги назначеам 5 траншей



5.2 Расчет толщины снежного покрытия

Толщину снежного покрытия определяют, исходя из условия обеспечения такой величины сжимающего напряжения, которое не будет превосходить пределы прочности снежного основания при сжатии. Для определения придела прочности при сжатии предварительно назначают плотность снега в основании автозимника, которую необходимо обеспечить при строительстве.

где коэффициент, учитывающий неоднородность снежного покрытия по прочности;

p- удельное давление от колеса расчетного автомобиля;

коэффициент, учитывающий возможное отклонение удельного давления;

D-диаметр колеса автомобиля;

показатель, зависящий от соотношения модулей деформации основания и покрытия.

и рассчитывают в зависимости от их плотности и расчетной температуры. При этом плотность покрытия должна быть в 1,2-1,5 больше чем плотность основания.

Расчетную температуру принимают:



где температура в период строительства автозимника (декабрь).

5.3 Технология строительства автозимника

Автозимники строят как правило в два этапа:

- На 1 этапе предусматривают подготовку грунтового основания, заключающиеся с обеспеченностью как можно быстрого замерзания грунта.

На данном этапе так же следует предусматривать, с последствием будет использовано для устройства снежного основания и покрытия. Для обеспечения более быстрого замерзания грунта необходимо при первых заморозках производить удаление снега с поверхности будущего основания.

Снег следует собирать в валы на расстояние 1 м от бровки будущей обочины. Вал будет способствовать формированию снежных отложений, которые затем будут использованы для строительства на участках, где невозможно обеспечить достаточный объем снежных отложений, например на участке проходящих в лесных массивах снег продеться довозить.

- На 2 этапе (стадии непосредственного строительства) собранный в валы снег или привезенный, грубо разравнивают на ширину покрытия обочин. Для обеспечения однородной структуры снега, основания и покрытия непосредственно перед уплотнением необходимо тщательно перемешать.

Перемешивание так же способствует выравниванию t и влажности снежной массы будущего основания и покрытия и разрушению снежных, ледяных комьев. Сразу после перемешивания необходимо производить уплотнение снега, перерыв между перемешиванием и уплотнением должен быть меньше чем t воздуха.

Для обеспечения более высокой плотности и прочности прибегают к увлажнению снежного покрытия.

Перечень технологических операций:

1 Захватка

1 Операция. Очистка земляного полотна от снега и формирование снежных валов.

2 Захватка

2 Операция. Транспортировка дополнительного объема снега самосвалами;

3 Операция. Грубое разравнивание на ширину автозимника.

3 Захватка

4 Операция. Перемешивание снежной массы;

5 Операция. Чистое разравнивание;

6 Операция. Предварительное уплотнение;

7 Операция. Окончательное уплотнение.

Технологический перерыв 16 часов

Lmin =L/Трасч = 50000/143 = 350 м



Очистка земляного полотна от снега и формирование снежных валов

V = L·В = 350·10 = 3500 м2

Технические характеристики автогрейдера марки ДЗ-180А:

b = 3,74 м длина отвала

h = 0,62 м- высота отвала

Vр = 5 км/ч - скорость разравнивания грунта

Vр = 12 км/ч - скорость профилирования грунта

стоимость эксплуатации - 7,7 у.е./ч

Паг.п. = [(b·sinб - а) ·lпр. ·Кгр. ·Кв. ·Кт.] / [(lпр./(1000·Vр.) + tразв. + tпер.) ·n]

b - длина отвала

б = 500 - угол установки отвала в плане

а - величина перекрытия следа (а = 0,5м)

lпр - длина прохода, принимается равной длине захватки, м

Vр - рабочая скорость, км/ч (при профилировании)

tразв - время разворота, ч (tразв.=0,01 ч)

tпер.- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (tпер = 0,005)

n - число проходов по одному следу (n = 1)

Кгр - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (Кгр = 0,8)

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв =0,75)

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт = 0,7)



Паг.п = [(3,74·sin500 - 0,5) ·350·0,8·0,75·0,7] / [(350/(1000·12)+0,01+0,005) ·1] = 7897 м2/ч

Сменная производительность техники

П7897· 8 = 63176 м2/день

Коэффициент использования

kисп =3500 /63176=0,05 (1 автогрейдер)

Транспортировка дополнительного объема снега самосвалами

V = L/2·1,4·hсн·Кзу = 350/2·1,4·0,27·2,7 = 178,61 м3

Технические характеристики автомобиля-самосвала марки VOLVO D250E;

грузоподъемность qас.: 27 т

объем кузова qк: 12,9 м3

скорость движения по грунтовым дорогам: 40 км/ч

скорость движения по твердому покрытию: 55 км/ч

стоимость эксплуатации - 8,5 у.е./ч

Пас = (qас·Кв·Кт) / [с· (2·(L/2) / V + tп + tр)]

с = 1,3 - плотность материала или грунта, т/м3

L = 0,175 - дальность транспортировки, км

V - скорость движения

tп - время погрузки автомобиля (tп = 0,35 ч)

tр - время разгрузки автомобиля (tр = 0,05 ч)

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв = 0,75)

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт = 0,7)

Пас = (27·0,75·0,7) / [1,3· 0,175· (2·/40 + 0,35 + 0,05)] = 138,5 м3/ч

Сменная производительность техники

П138,5·8=692,5 м3/ день

Коэффициент использования

kисп = 178,61 /692,5 = 0,26 (1 автомобиль-самосвал)

Грубое разравнивание на ширину автозимника

а) Поперечными проходами бульдозера

V = L·1,4·hсн·Кзу = 10·1,4·0,27·2,7 = 10,21 м3

Технические характеристики бульдозера марки D9R:

h = 4,65 м высота отвала

b = 1,93 м- длина отвала

Vз = 4,1 км/ч - скорость зарезания грунта

Vп = 11,8 км/ч - скорость перемещения грунта

Vоб.х = 14,7 км/ч -скорость обратного хода

стоимость эксплуатации - 8,1 у.е/ч

, м3/ч

q - объем грунта, перемещаемого перед отвалом, м3

tц - время полного цикла, ч

kгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки, kгр = 1

kв = 0,75

kт = 0,70

q = 0,75·h2·b/2·Кп = 0,75·4,652·0,965·0,85 = 13,3 м3

kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, kп=0,85

tц = tп + tоб.х. + tпер, ч

tп = 10 / (1000·11,8) = 0,009 ч

tоб.х. = 10 / (1000·14,7) = 0,044 ч

tпер = 0,01 ч

tц = 0,009 + 0,044 + 0,01 = 0,045 ч

Сменная производительность техники

П206,9·8 = 1655,2 м3/ день

Коэффициент использования (разработка)

kисп = 10,21 /1655,2 = 0,001 (1 бульдозер)

б) Продольными проходами бульдозера

V = L·1,4·hсн·Кзу = 350·1,4·0,27·2,7 = 357,2 м3

Технические характеристики бульдозера марки D9R:

h = 4,65 м высота отвала

b = 1,93 м- длина отвала

Vз = 4,1 км/ч - скорость зарезания грунта

Vп = 11,8 км/ч - скорость перемещения грунта

Vоб.х = 14,7 км/ч -скорость обратного хода

стоимость эксплуатации - 8,1 у.е/ч

, м3/ч

q - объем грунта, перемещаемого перед отвалом, м3

tц - время полного цикла, ч

kгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки, kгр = 1

kв = 0,75

kт = 0,70

q = 0,75·h2·b·Кп = 0,75·4,652·1,93·0,85 = 26,6 м3

kп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, kп=0,85

tц = tп + tоб.х. + tпер, ч

tп = 0,35 / (1000·11,8) = 0,009 ч

tоб.х. = 0,35 / (1000·14,7) = 0,044 ч

tпер = 0,01 ч

tц = 0,009 + 0,044 + 0,01 = 0,045 ч

Сменная производительность техники

П413,8·8 = 3310,4 м3/ день

Коэффициент использования (разработка)

kисп = 357,2 /3310,4 = 0,12 (1 бульдозер)

Перемешивание снежной массы

V = L·В = 350·10 = 3500 м2

Технические характеристики автогрейдера марки ДЗ-180А:

b = 3,74 м длина отвала

h = 0,62 м- высота отвала

Vр = 5 км/ч - скорость разравнивания грунта

Vр = 12 км/ч - скорость профилирования грунта стоимость эксплуатации - 7,7 у.е./ч

Паг.п. = [(b·sinб - а) ·lпр. ·Кгр. ·Кв. ·Кт.] / [(lпр./(1000·Vр.) + tразв. + tпер.) ·n]

b - длина отвала

б = 500 - угол установки отвала в плане

а - величина перекрытия следа (а = 0,5м)

lпр - длина прохода, принимается равной длине захватки, м

Vр - рабочая скорость, км/ч (при профилировании)

tразв - время разворота, ч (tразв.=0,01 ч)

tпер.- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч

(tпер = 0,005)

n - число проходов по одному следу (n = 1)

Кгр - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (Кгр = 0,8)

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени (Кв =0,75)

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт = 0,7)

Сменная производительность техники

П15750· 8 = 126000 м2/день

Коэффициент использования

kисп =3500/126000 = 0,02 (1 автогрейдер)

Чистовое разравнивание

V = L·В = 350·10 = 3500 м2

Технические характеристики автогрейдера марки ДЗ-180А:

b = 3,74 м длина отвала

h = 0,62 м- высота отвала

Vр = 5 км/ч - скорость разравнивания грунта

Vр = 12 км/ч - скорость профилирования грунта

стоимость эксплуатации - 7,7 у.е./ч

Паг.п. = [(b·sinб - а) ·lпр. ·Кгр. ·Кв. ·Кт.] / [(lпр./(1000·Vр.) + tраз...