МарГТу

Марийский государственный технический университет

ТРАНСПОРТ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Допущено УМО по образованию в области лесного дела в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 250300 (553700) - «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств»

Йошкар-Ола

Марийский государственный технический университет

П. Ф. Войтко

А. Д. Кирсанов

2009

УДК 630*37 ББК 43.904 В 65

Рецензенты:

кафедра транспорта леса Московского государственного универси­тета леса (зав. кафедрой д-р техн. наук, профессор А. А. Камусин);

зав. кафедрой технологии и оборудования лесопромышленных про­изводств, д-р техн. наук, профессор Марийского государственного технического университета Ю. А. Ширнин

Войтко, П. Ф.

В 65 Транспорт лесоматериалов: учебное пособие по курсовому про­ектированию / П. Ф. Войтко, А. Д. Кирсанов. - Йошкар-Ола: Марий­ский государственный технический университет, 2009. - 144 с.

Представлены основы теории, а также необходимый справочный ма­териал по сухопутному и водному транспорту лесоматериалов. Подробно изложена методика курсового проектирования по дисциплине «Транспорт леса».

Для студентов направления подготовки бакалавров 250300 (553700) - «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатываю­щих производств».

УДК 630*37 ББК 43.904

© Войтко П.Ф., Кирсанов А.Д., 2009 © Марийский государственный технический университет, 2009

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Транспорт леса - одно из звеньев лесозаготовительного производ­ства - по-прежнему сохраняет свою ведущую роль в производственном процессе. Заготовленные в лесу лесоматериалы и недревесные лесные ресурсы могут быть использованы только после их доставки на пункты переработки или к местам потребления.

В условиях лесной промышленности применяются сухопутный и водный транспорт. Под сухопутным транспортом леса понимают все виды перевозок лесоматериалов по различным дорогам, а водный транспорт включает различные способы транспортировки древесины по воде.

Применение того или иного вида транспорта обусловлено типом транспортного средства, природными и производственными условиями и технико-экономическими показателями.

Учитывая преимущества и недостатки сухопутного и водного транс­порта леса в лесозаготовительной отрасли, их стремятся сочетать таким образом, чтобы затраты, приходящиеся на единицу транспортируемых лесных грузов, оказывались наименьшими.

Учебным планом подготовки бакалавров по направлению 250300 «Технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабаты­вающих производств» предусмотрено выполнение курсового проекта по дисциплине «Транспорт леса». Проект состоит из трех разделов по су­хопутному и трех разделов по водному транспорту леса. Методика его выполнения представлена в настоящем издании.

Учебное пособие отражает: основные задачи в области проектиро­вания дорожной сети в лесном фонде, общие вопросы организации до­рожного строительства, основные производственно-технические пока­затели лесовозного автомобильного транспорта, краткую гидрологиче­скую и транспортную характеристику сплавной реки и берегового плот- бища, вопросы организации лесоперевалочных работ на приречном складе, первоначальный сплав круглых лесоматериалов, сплав плотов и поступления лесоматериалов в генеральную запань.

Главной целью учебного пособия является оказание помощи студен­там в самостоятельной разработке всех разделов и пунктов курсового проекта.

Изложение материала и расчетов в пояснительной записке должно быть последовательным, кратким и четким, с обязательной ссылкой на литературные источники. Графическую часть проекта необходимо вы­полнять аккуратно с соблюдением действующих стандартов ЕСКД.

3

ВВЕДЕНИЕ

При написании курсового проекта по дисциплине «Транспорт леса» студенту необходимо использовать полученные знания по естественно - математическим, общепрофессиональным и специальным дисциплинам, а также опыт, накопленный на производственной практике.

Самостоятельная работа над курсовым проектом должна расширить и углубить знания студента, подготовить его к выпускной квалифика­ционной работе и предстоящей практической деятельности бакалавра. В процессе разработки курсового проекта он должен самостоятельно найти правильные решения по целому комплексу вопросов, связанных с организацией работ на сухопутном и водном транспорте лесоматериа­лов.

В курсовом проекте должны быть представлены организационные и технические мероприятия по проектированию дорожной сети в лесу, строительству лесовозных дорог, вывозки лесоматериалов, комплексной механизации работ нижнего приречного склада с выбором системы ма­шин для береговой сплотки, современной организации сплава лесомате­риалов.

При выполнении курсового проекта студенту следует не ограничи­ваться материалом настоящего учебного пособия, а широко пользовать­ся специальной справочной и периодической литературой. В работе необходимо показать последние технологические достижения в области транспорта леса.

Вариант задания на курсовой проект по части «Сухопутный транс­порт леса» принимается из задания на курсовое проектирование по дисциплине «Технология и оборудование лесозаготовительного произ­водства». Вариант задания на курсовой проект по части «Водный транспорт леса» устанавливается следующим образом: для таблиц ис­ходных данных с 1 по 4 номер варианта принимается по последней цифре, а для таблиц с 5 по 12- по предпоследней цифре зачетной книж­ке студента.

Законченный курсовой проект представляется к защите в виде пояс­нительной записки со всеми необходимыми графическими пояснения­ми.

Состав графической части работы устанавливается для каждого сту­дента индивидуально.

4

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОЖНОЙ СЕТИ В ЛЕСНОМ ФОНДЕ

1. Характеристика природных условий

К местным природным условиям относятся: климатические, топо­графические (рельеф местности), грунтовые, гидрологические, наличие растительности. От правильного установления этих показателей зависит качество проектирования лесовозной дороги.

На основе задания и СНиП 2.01.01-82 [21] необходимо отразить сле­дующие климатические характеристики: род климата (умеренный, кон­тинентальный и др.); дорожно-климатическую зону; годовое количество осадков в среднем за год и в летний период; температуру - минималь­ную, среднюю в самый жаркий и в самый холодный месяц, средние го­довые температуры; продолжительность периода с отрицательными тем­пературами воздуха; среднюю дату образования и разрушения снежного покрова и продолжительность периода с устойчивым снежным покровом и толщину снежного покрова к концу зимы; глубину промерзания грун­тов; преобладающее направление ветра в зимние месяцы.

Затем следует детально изучить карту местности в горизонталях. При этом необходимо описать рельеф и отметить его характерные осо­бенности.

Основными элементами, характеризующими рельеф местности, являются: тип рельефа местности; наибольшие колебания отметок зем­ли в районе проложения трассы, естественные уклоны местности.

При установлении типа рельефа местности рекомендуется пользо­ваться следующей классификацией.

Равнинный рельеф характеризуется наличием ровных пространств, долин рек с пологими склонами и широкими спокойными водораздела­ми; наибольшие уклоны местности - 70 %о, наибольшие колебания от­меток - не более 30 м на 1 км.

Пересеченный рельеф характеризуется наличием большого количе­ства холмов, выраженных водоразделов и долин рек с уклонами по­верхности до 200 % при общей разнице отметок более 30 м на 1 км хо­да, но не более 200 м.

Горный рельеф - для него характерно наличие разветвленной сети глубоких долин, ущелий и горных хребтов. Разница отметок на 1 км более 200 м и естественные уклоны местности свыше 200 %.

Пользуясь картой и исходными данными, указанными в задании, необходимо привести следующие грунтовые и гидрологические харак­теристики местности: какими грунтами представлен район проложе-

5

Наименование показателей	Типы дорог
	магистраль категории	ветки
Расчетная скорость движения, км/ч (м/с) Основные параметры дороги: число полос движения, шт. ширина земляного полотна, м ширина проезжей части, м ширина обочины, м Расстояние видимости: поверхности дороги, м встречного автомобиля, м Наименьший радиус кривых в плане, м Наибольший продольный уклон в грузовом направле­нии, %о на подъемах (руководящий) ip на спусках (уравновешенный ) у Вертикальные кривые: алгебраическая разность смежных уклонов, при которой необходимо устройство вертикальной кривой, % наименьшие радиусы вертикальных кривых, м:

6

Окончание табл. 1.1

Наименование показателей	Типы дорог
	магистраль категории	ветки
а) выпуклых б) вогнутых Уширение земляного полотна и проезжей части дороги, м: при правых поворотах при левых поворотах Поперечные уклоны, %о: проезжей части обочины

Основные нормы проектирования лесовозных усов приведены в ин­струкции по проектированию лесозаготовительных предприятий [12].

2. Трассирование магистрали по карте в горизонталях

При трассировании лесовозной дороги основная задача заключается в достижении такого положения трассы дороги, при котором обеспечи­вается минимум суммарных расходов по вывозке лесоматериалов и строительству дорожной сети.

Выбрать трассу лесовозной дороги с оптимальными строительными и эксплуатационными показателями можно лишь путем изучения ряда вариантов. Трассирование дороги по прямым, соединяющим опорные точки А и Б, приведет к преодолению многочисленных препятствий, что в большинстве случаев технически и экономически нецелесообразно. Различают контурные и высотные препятствия. К первым относятся озера, глубокие болота, излучины рек, населенные пункты и т.п., ко вторым - горные хребты, отдельные возвышенности, котловины.

Анализ местных условий по карте с горизонталями позволяет наме­тить ряд точек, определяющих целесообразность обхода или пересечения препятствий, через которые может пройти трасса, минуя препятствия.

По трудности прокладки трассу разделяют на участки:

а) вольного хода, на которых естественные уклоны местности мень­ше руководящего уклона (на подъемах) или уравновешенного уклона (на спусках);

б) напряженного хода, когда естественные уклоны местности боль­ше принятой величины руководящего уклона или уравновешенного уклона.

7

В равнинной местности на участках вольного хода трассирование производят между контрольными точками прямолинейными участками большой протяженности. Отклонять трассу от прямой следует только при необходимости обхода контурных препятствий.

Трассирование линии на трудных участках ведется по карте в гори­зонталях с предварительно нанесенным воздушным направлением трас­сы циркулем-измерителем и сводится к установлению направления с продольными уклонами, равными уклону трассирования (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Трассирование с заданным уклоном

Расстояние между горизонталями на карте, при котором уклон мест­ности по трассе равен заданному уклону трассирования, определяется по формуле

/ = —, (1.1) imp ·М ’ ^{( )}

где I - шаг трассирования (расстояние между горизонталями), мм; h - сечение горизонталей, м; i_mp - уклон трассирования, %,

M - знаменатель масштаба карты;

ⁱтр ~ ⁱпр ^{— i}эк, (1.2)

где i„p - руководящий или уравновешенный уклон, %;

8

i_3K - эквивалентный уклон, учитывающий влияние кривых, %

(20 % при R = 50 м, 10 % при R = 80 м и 3 % при R = 100 м, при R > 200 м i_mp = i_p на подъемах и i_mp = iур -на спусках).

При прокладке трассы на трудных участках углы поворота получа­ются на каждой горизонтали (см. рис. 1.1). Для уменьшения количества углов поворота полученную ломаную линию целесообразно по возмож­ности спрямить, если это не вызывает большого увеличения земляных работ.

На трудных участках трассы необходимо протрассировать 2-3 вари­анта трассы и выбрать наилучший. При трассировании следует руко­водствоваться [24, c. 181-184].

После установления окончательного варианта трассы магистрали необходимо измерить величины углов поворота техническим транспор­тиром и назначить радиусы круговых кривых.

По величине угла поворота и принятого радиуса круговой кривой определяют основные элементы круговой кривой: тангенс - Т; длину кривой - К; домер - Д и биссектрису - Б по таблицам [3] или вычисляют по формулам

Т = R ■ tg а/2; К = ^^Ra ; д ₌ 2 Т - К ; Б = K(sec а/2-l), (1.3) 180°

где R - радиус круговой кривой, м;

а - величина угла поворота трассы, град.

Одновременно с определением элементов кривых производят расчет пикетажа характерных точек трассы (начала и конца круговых кривых, положения вершин углов поворота трассы и конца трассы) по извест­ным из курса инженерной геодезии [10] формулам.

Пикетажное положение главных точек круговой кривой рассчиты­вают следующим образом:

Контроль

ВУ ВУ

Т Т

НК КК (по тангенсу)

К ~ Д

КК (по кривой) КК (по кривой),

где НК - начало кривой КК - конец кривой.

Расстояние от точки начала трассы до вершины первого угла пово­рота, между вершинами углов поворота и от вершины последнего угла

9

№№ угла поворота

Положение вершин

Величи­на угла поворота

Элементы круго­вой кривой

Положе­ ние

Дли­на, м

Направ­ ление

IK

+

фпр

Фл

R

Т

К

Д

Б

НК

КК

L

ί

А

r

Σ фпр

Σ Фл

2Σ Т

ΣΚ

Σβ

Σ L

Σί

Для контроля вычислений применяют формулы: ^lt =Σ^К+Σ^{ί; l}t =Σ^L-Σ^Д; ΣΦηρ ^_ΣΦλ ^{= А}к ^-Ан > где L_T - длина трассы, м;

А_н, А_к - азимуты соответственно начального и конечного направ­ления трассы.

, т:

Рис. 1.2. План трассы

Трассу (план) магистрального участка дороги оформляют на карте сплошной красной линией по прямым и кривым участкам, а тангенсы

10

наносят тонким пунктиром (рис. 1.2). Образец оформления плана при­веден в эталоне [28].

После оформления на карте плана магистрали необходимо запроек­тировать всю сеть ответвлений без разбивки кривых, пикетажа и кило­метража. Вычерчивать их следует красным цветом, одной более тонкой линией.

3. Размещение транспортной сети в годичной лесосеке

Для выполнения заданного объема заготовки и вывозки лесоматери­алов лесозаготовительное предприятие должно получить от лесхоза необходимый лесосечный фонд. Данный лесосечный фонд следует нанести на карту. Для этого вначале необходимо определить требуемую эксплуатационную площадь годичной лесосеки, а затем количество ле­сосек заданных размеров.

Эксплуатационная площадь годичной лесосеки

10³ в_год

Рэкс = —^ , (1.4)

1. л

где Р_экс - эксплуатационная площадь годичной лесосеки, га; вгод - годовой объем вывозки, тыс. м³;

γ _л - ликвидный запас древесины на единице эксплуатационной площади, м³/га.

Площадь лесосеки

= _сыЬ_, (1.5)

^л 10000 ^ν ' где Р_л - площадь лесосеки, га;

а, b - длина и ширина лесосеки, м.

Количество лесосек в расчетной годичной лесосеке

F

экс _ίΛ

ⁿ л =. ⁽¹.⁶⁾

^F л

Между лесосеками следует оставлять участки леса, кратные ширине лесосек, установленной для этих насаждений.

Полученное расчетом количество лесосек следует разместить на карте, соблюдая правила примыкания лесосек.

Результаты расчетов свести в табл. 1. 3.

11

Наименование показателей	Всего по предприя­тию
Годовой объем вывозки вгод , ™°. м3 Эксплуатационная площадь годичной лесо­секи, Рэкс, га Площадь лесосеки FR , га Количество лесосек пл , шт.

4. Проектирование продольного профиля

Продольным профилем называется условное изображение разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось. Он показы­вает рельеф поверхности земли по оси дороги, положение линии бровки земляного полотна дороги относительно поверхности земли, грунтовой разрез по оси дороги, размещение искусственных (водопропускных) сооружений и условный план.

Проектная линия продольного профиля состоит из отдельных эле­ментов. Каждый элемент профиля характеризуется своей длиной и уклоном. Уклоны разделяются на подъемы и спуски и горизонтальные площадки (i = 0). Наиболее важными характерными уклонами лесовоз­ных дорог являются наибольший подъем и максимальный спуск в гру­зовом направлении.

Перед нанесением проектной линии необходимо установить фикси­рованные проектные отметки искусственных сооружений в местах пе­ресечения трассой существующих дорог, ЛЭП и другие.

Нанесение проектной линии ведется последовательно, начиная с пи­кета ГКО, отдельными участками. Качество проектной линии определя­ется визуально. При этом основное внимание уделяется контролю со­блюдения норм проектирования.

Продольный профиль вычерчивается на участок дороги длиной 3 км (по указанию преподавателя) по установленному образцу в строгом со­ответствии с требованиями ГОСТ 21.511-83 [4] в масштабах: горизон­тальный - 1:5000, вертикальный - 1: 500 и горизонтальный - 1: 50. Чер­теж выполняют на листе миллиметровой бумаги шириной 297 мм. По­строение профиля начинают с сетки. Наименование граф сетки и их размеры указаны на рис. 1.3.

12

Рис. 1.3. Сетка продольного профиля

Образец продольного профиля показан на рис. 1.4.

Построение начинают с заполнения графы "Расстояние", где указы­вают расстояния между пикетами и плюсовыми точками с точностью до

1. м. Под линией графы "Расстояние" подписывают черной тушью номе­ра пикетов: полностью у десятых пикетов (10, 20, 30... и т.д.), а у остальных - только единицы (1, 2, 3. и т.д.). Плюсовые точки назна­чают в местах пересечения осью дороги водораздельных линий и таль­вегов логов, суходолов, оврагов, рек, ручьев, при входе на заболоченное пространство и выходе из него.

13

Рис. 1.4. Образец продольного профиля автомобильной лесовозной дороги

14

В графе "Развернутый план трассы" указывают ситуацию по обе сто­роны проектируемой дороги: пересекаемые дороги, водотоки, овраги, лес, пашню, болота, луга, населенные пункты и т.д. Стрелками показы­вают направление стока поверхностных вод перпендикулярно к гори­зонталям.

В графе "Тип местности по увлажнению" указывают номер типа (1,

2. 3) по признакам увлажнения верхних слоев грунта.

В графе "Тип поперечного профиля" указывают номера I, Ia, II и т.д., которые выбирают из табл.1.4 в зависимости от способа производства работ по устройству земляного полотна, системы водоотводных соору­жений, вида грунта и других факторов.

В графе "Укрепление" указывают способы укрепления откосов и дна кюветов в выемках и канав у насыпей.

В графах "Левый... правый кювет, канава или резерв - отметки, дли­на и уклоны" показывают уклоны, длины и отметки дна кюветов, про­дольных водоотводных канав и боковых резервов. Их проектируют на основе выбранного типа поперечного профиля земляного полотна, ха­рактера рельефа и грунто-гидрологических условий местности на карте или плане трассы. В главе "Уклон и вертикальная кривая" указывают элементы проектной линии: прямые и вертикальные кривые; привязки к пикетам в местах переломов проектной линии; числовые значения для вертикальных кривых: радиус, длина кривой, уклон касательных в начале и конце кривой, положение нуля - вершины кривой. Проектные уклоны прямых элементов продольного профиля обозначают в целых промилях (6 %о, но не 5,7 %о).

В графе "Отметка бровки земляного полотна" указывают проектные отметки бровки земляного полотна проектируемой дороги. Проектные отметки пишут с точностью до 0,01 м.

Фактические отметки поверхности земли по оси дороги определяют по горизонталям топографической карты или выписывают из журнала нивелирования трассы строго против ординат пикетов и плюсовых то­чек графы "Расстояние". При пересечении осью дороги суходолов и во­дотоков следует особо тщательно определять отметки пониженных мест, так как они являются исходными данными для расчета отверстий проектируемых водопропускных сооружений (мостов, труб).

В графе "Прямая и кривая в плане" указывают прямые участки и го­ризонтальные кривые по оси дороги и основные сведения о кривых (ве­личины углов поворота, радиусы, элементы кривой). От начала каждой кривой до ее конца, вычерчивают закругленные скобки высотой 5 мм изогнутостью вниз при повороте дороги влево и изогнутостью вверх

15

Тип		Особенности	Название поперечного профиля
I	Ia	C канавами	Насыпь высотой до 1 м в песчаных и супесчаных грунтах при поперечном уклоне местности до 1: 10
	I6	С резервами
II	На	С канавами	Насыпь высотой до 1 м в суглинистых и глинистых грунтах при поперечном уклоне местности до 1: 10
	II6	С резервами
III		-	Насыпь на сырых и заболоченных участках при поперечном уклоне местности до 1 : 10
IV		-	Насыпь высотой до 1 м из привозного грунта без канав на валунных грунтах, болотах II типа и др.
V	Vа	Из привоз. грунта	Насыпь высотой от 1 до 12 м при поперечном уклоне местности до 1: 10
	V6	Из резерва
VI	VIa	С канавой	Насыпь на косогоре крутизной от 1: 5 до 1: 3
	VI6	С резервом
VII		Вариант: отсыпная берма	Насыпь без резерва на косогоре крутизной от 1:5 до 1:3
VIII	VIIIa	При отсутствии течения воды и подмыва подошвы	Подтопляемая насыпь, укрепление откосов и от­сыпка бермы производится с 1-2 сторон
	VIII6	При речном тече­нии и волнениях верховая сторона
IX			Выемка без кавальера в песчаных и супесчаных грунтах глубиной до 12 м при поперечном уклоне местности не круче 1:3
X			Выемка без кавальера в глинистых и суглинистых грунтах глубиной до 12 м при поперечном уклоне местности не круче 1: 3
XI			Выемка глубиной до 12 м в мелких пылеватых пес­ках, жирных и пылеватых глинах, легковыветрива- ющейся и сильнотрещиноватой скале при попереч­ном уклоне местности не круче 1: 3
XII			Выемка в легковыветривающихся скальных поро­дах

16

Километры обозначают кружками диаметром 5 мм, полкруга справа заливают красной тушью (пастой), внизу проставляют порядковые но­мера километров 0, 1, 2, ... и т.д., начиная от места примыкания дороги.

Верхняя линия сетки, ограничивающая графу "Развернутый план дороги", будет линией условного горизонта, значение которого про­ставляют здесь же, и она служит основой для вычерчивания продольно­го профиля. Значение отметки условного горизонта определяют с таким расчетом, чтобы самая низкая точка профиля поверхности земли была выше линии условного горизонта на 5-8 см, а внизу под линией земли оставался бы запас для размещения грунтового профиля. Над линией земли в верхней части чертежа для размещения надпрофильных надпи­сей и обозначений также оставляют запас в 5-10 см. Для удобства сле­дует назначать отметку условного горизонта, кратную 5 или 10 м.

Красной тушью вычерчивают все линии и надписи, связанные с ки­лометражом, прямыми и кривыми в плане, отметками бровки земляного полотна, проектными уклонами и вертикальными кривыми, отметками дна, длинами и уклонами кюветов, канав, а также осевую линию графы "Развернутый план дороги". Все остальные, в том числе и наименование граф таблицы профиля, вычерчивают черной тушью.

После выбора отметки условного горизонта приступают к нанесе­нию на миллиметровку отметок земли по оси дороги (данные берут с топографической карты или из журнала нивелирования). Полученные точки последовательно соединяют прямыми и получают линию земли.

Затем проводят ординаты точек земли сплошными линиями до ли­нии условного горизонта, причем ординаты прерывают в пределах раз­мещения грунтового профиля. При высоких или низких ординатах про­филя, приближающих линию земли к верхней рамке чертежа или верху сетки профиля, следует сделать разрывы профиля с изменением услов­ного горизонта.

Грунтовый профиль размещают в ординатной части продольного профиля. Его следует выполнять в масштабе: по горизонтали 1: 5000, по вертикали 1: 50. Верхнюю границу грунтового профиля вычерчивают на 2 см ниже и параллельно линии земли. На профиле показывают залега­ние слоев различных грунтов с указанием их наименования.

Шурфы глубиной до 2 м закладывают на всех характерных элемен­тах рельефа и в местах смены растительного покрова не реже, чем через 300 м. Скважины закладывают в местах проектирования искусственных сооружений до плотных (материковых) пород, в выемках на 2 м ниже предполагаемого дна выемки, под высокими насыпями при наличии слабых грунтов - заглубление в плотные грунты на 2 м. Шурфы на

17

профиле показывают колонкой шириной 4 мм со штриховкой каждого грунта в соответствии с условными обозначениями, буровые скважины - 1 мм и зондировочные - 0,5 мм. Над условным знаком выработки про­ставляют ее порядковый номер, справа от условного знака - расстояния отдельных слоев грунта от поверхности земли и глубину выработки с точностью до 0,1 м. Слева от знака указывают уровень грунтовых вод (УГВ) и время наблюдения (число, месяц, год).

Зондировку скважинами болот, пересекаемых дорогой, показывают по ее оси через 25 м. Должны быть указаны тип болота, глубина сква­жины и болота с точностью до 0,1 м.

При нанесении проектной линии следует учитывать все исходные данные и особенности проектируемого продольного профиля: наиболь­ший подъем и спуск в грузовом направлении, наименьшие радиусы вер­тикальных кривых; контрольные точки: рабочие отметки бровок насы­пей около мостов или над трубой, отметки минимально допустимого возвышения низа дорожной одежды над поверхностью земли и расчет­ными уровнями грунтовых и поверхностных вод на участках с необес­печенными поверхностными стоками, отметки существующих автомо­бильных дорог. В открытых местах, заносимых снегом, следует прини­мать возвышение бровки земляного полотна в насыпях на 0,4-0,6 м над поверхностью снежного покрова.

Различают два основных вида нанесения проектной линии: по обер­тывающей и по секущей.

При проектировании по обертывающей проектную линию наносят, по возможности, параллельно поверхности земли с соблюдением реко­мендуемых рабочих отметок. Такой метод проектирования обеспечива­ет наибольшие объемы работ по возведению земляного полотна из бо­ковых резервов и позволяет получить устойчивое земляное полотно, не подверженное заносам снега.

Проектирование по обертывающей применяют в условиях равнин­ного и слабопересеченного рельефа местности.

При пересеченном рельефе местности обертывающая проектная ли­ния дает неспокойный профиль с большим количеством переломов, с крутыми подъемами и спусками, что снижает скорость движения поез­дов, увеличивает расход топлива и стоимость вывозки лесоматериалов. В этом случае более выгодно наносить проектную линию по секущей, при которой предусматривается срезка холмов и гряд (с устройством выемок) с использованием полученного грунта для отсыпки насыпей в смежных пониженных местах. Для обеспечения водоотвода проектную линию в выемках нужно располагать с уклоном не менее 5 %о. Следует

18

избегать проектирования мелких выемок большой протяженности, под­вергающихся заносу снегом.

Выемки следует проектировать лишь при продольном уклоне мест­ности более предельно допустимого на подъемах и спусках для данной категории дороги (при пересечении резко выраженных водоразделов, на спусках в долины водотоков) и при необходимости увеличения шага проектирования.

Проектную линию проводят красной тушью. Она относится к бровке земляного полотна в законченном виде. Рабочие отметки вписывают красной тушью параллельно проектной линии на 0,5 см выше ее для насыпей и на 0,5 см ниже для выемок строго против соответствующих ординат. Отметки вычисляют с точностью до 0,01 м.

Точки пересечения проектной линии с линией земли - точки нуле­вых работ. Для разметки нулевой точки на профиле необходимо знать расстояния до ближайших ординат справа и слева от нулевой ординаты. Расстояние от пикета до нулевой ординаты определяется по формуле

Н₁ ί

X = ¹ , (1.7)

Н + Н 2

где Нj и Н₂ - смежные рабочие отметки насыпи и выемки;

ί - расстояние между смежными рабочими отметками.

Н2

Рис. 1.5. Схема к определению положения точки перехода из насыпи в выемку

На профиле над нулевыми точками вписывают синей тушью нуль. От этой точки вниз до условного горизонта проводят с разрывом в пре­делах грунтового профиля синюю ординату. Здесь же в промежутках между этой ординатой и вертикальными линиями ближайших ординат справа и слева синей тушью пишут вычисленные расстояния с точно­стью до 1 м.

19

При помощи условных обозначений на профиле красной тушью пока­зывают искусственные сооружения: мосты, трубы, фильтрующие насыпи, направление поперечного водоотвода с указанием уклона в %% и т. д.

5. Определение профильных объемов земляных работ

Различают основные и дополнительные дорожные земляные работы. К основным работам относят возведение насыпей и выемок. Объем до- полнительных земляных работ - по устройству водоотвода, разъездов, переездов, отсыпке конусов и мостов и т.п., можно принять ориентиро- вочно равным 5^8 % от объема основных земляных работ. Объем ос- новных земляных работ можно определить по расчетным формулам, таблицам или с помощью ЭВМ.

Для определения объемов основных земляных работ участков насы- пи V_H или выемки У_в можно использовать следующие формулы:

V_H =(о + ВН_ср + т НС_Р)ί + m (Hj -H2 )² ί ; (1.8)

К = 2к - а + (В + 2 b)H_ср + m Н^_р ί + ^m(H₁ - H₂ )² ί , (1.9)

^в - - 12

где V_н ,V_b - объемы насыпи и выемки соответственно, м³;

2

а - площадь поперечного сечения сливной призмы, м В - ширина земляного полотна по верху, м;

Н_ср - средняя высота участка насыпи или глубина выемки, м;

ί - длина участка насыпи или выемки, м; b - ширина кювета по верху, м;

m - коэффициент крутизны откоса насыпи или выемки.

Площадь поперечного сечения сливной призмы определяется по формуле

i_n B²

а = , (1.10)

где i_n - поперечный уклон земляного полотна (0,030.. .0,040).

Ширина кювета по верху определяется по формуле

b = Ь_н + 2тИ_к , (1.11)

где Ь_н - ширина кювета по низу, м;

И_к - глубина кювета, м; m - коэффициент крутизны откосов кювета.

20

Наимено­ вание точек			Рас­ сто­	Рабочие от­метки, м			Сред­ няя рабо-	Раз­ность рабо­чих отме­ток, м	Профиль­ный объ­ем, м3			Поправка на объем	Итого зем­ляных работ, м3
ПК	+	яние , м		насып ь	выем­ ка	чая от­ метка, м			насы пь	вы­ емка	уплотне­ния насы- 3 пи, м3		насы пь	вы­ емка
0	00	80		130		0,65		1,30	648		65		713
0	80	20		0,00	0,00	0,20		0,40		75				75
1	00				0,40

При заполнении данных табл. 1.5 принято: В = 10 м; m = 1,5; i_n = 0,030; b _н = 0,4 м; h _к = 0,6 м.

6. Конструирование дорожной одежды и определение потребности в дорожно-строительных материалах

Дорожные одежды по характеру сопротивления нагрузок от транс­портных средств и по реакции на климатические воздействия подразде­ляются на жесткие с покрытием из цементобетона, железобетонных плит, с деревянными колесопроводами, а также с асфальтобетонным покрытием на цементобетонном основании и нежесткие - все остальные виды дорожных одежд.

Конструкция дорожной одежды в зависимости от категории доро­ги, материалов для ее устройства и почвенно-грунтовых условий зем­ляного полотна может быть однослойной и многослойной, а по форме поперечного сечения серповидной, полукорытной и корытной. В целях экономии дорожно-строительных материалов на лесовозных дорогах

21

Показатели	ЗИЛ; Урал; МАЗ	Урал; МАЗ; КамАЗ	МАЗ; КамАЗ; КрАЗ
Полная масса груженого автопоезда, т	20-25	25-35	35-45
Толщина слоя покрытия (h1) см	3-7	3-7	3-7
Толщина слоя основания (h2), см	15-25	20-30	25-35
Толщина подстилающего слоя (h3), см	20-30	25-35	30-40

Результаты разработки после текстового обоснования оформить схемами: предоставить конструкцию по количеству слоев и поперечное сечение дорожной одежды с соответствующими размерами для маги­страли и ответвлений.

Поперечные профили дорожных одежд бесколейного типа приведе­ны на рис. 1.6.

Потребность в дорожно-строительных материалах в расчете на кило­метр магистрали и веток должна быть определена для каждого конструк­тивного слоя и разновидности материала. Определяется она по формуле

• = 1000 · Во · h_c · К„р · Куш · Купл, (1.13)

где V - требуемое количество материала, м³/км;

В_о - ширина проезжей части дороги, м;

h_c - толщина конструктивного слоя, м;

22

К_пр - коэффициент, учитывающий поперечный профиль дорожной одежды (корытный - К_пр = 1,0; полукорытный - К_пр = 1,05^1,15; сер­повидный - К_пр = 1,15^1,25);

Ку_ш - коэффициент, учитывающий уширение дорожной одежды на кривых в плане; Ку_ш = 1,04^1,06;

К _упл - коэффициент уплотнения материала при укатке, К_ут =1,10^1,25.

Рис. 1.6. Поперечные профили дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог: а - серповидный; б - полукорытный; в - корытный

Если дорожная одежда устраивается из местного грунта, улучшенно­го скелетными добавками, или из грунтогравия и грунтощебня, потреб­

23

		Категория дороги
	Наименование материала	магистраль	ветка
		расход материалов для устрой­ства дорожной одежды
	Пример:
1.	Щебень рядовой III кл. прочности, м3	2100	-
2.	Грунтогравий, м3	-	1800
	в т.ч. гравий (60 %), м3	-	1080
3.	Песок среднезернистый для подстилающего слоя, м3	2600	2100

Для дорожных одежд колейного (полосного) типа сначала необхо­димо разработать конструкцию покрытия по форме поперечного сече­

24

ния, количеству и толщине конструктивных слоев на грузовой и порож­няковой полосах.

Затем следует установить тип, конструкцию, размеры дорожных плит [14, с. 217-221] и определить потребность в них на один километр покрытия.

После этого можно вычислить потребность в материалах для по­рожняковой полосы, засыпки межплитного пространства и подстила­ющего слоя под плиты.

Результаты расчетов свести в табл. 1.7.

Контрольные вопросы

1. Какие показатели природных условий влияют на качество проек­тирования лесовозных дорог?

2. Какие типы лесовозных дорог составляют лесотранспортную сеть?

3. На какие участки разделяют трассу по трудности ее прокладки?

4. Назовите последовательность построения продольного профиля лесовозной дороги.

5. Назовите основные типы поперечных профилей дорожной одеж­ды.

6. Как осуществляется подсчет объемов земляных работ по соору­жению дороги?

7. От каких показателей зависят количество слоев дорожной одеж­ды и их толщина?

25

2. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

1. Виды дорожно-строительных работ

Под организацией строительства понимают комплекс мероприя­тий, определяющих метод выполнения работ, численность и расстанов­ку трудовых и материально-технических ресурсов, их взаимодействие и порядок использования, а также систему управления ими в течение все­го периода строительства.

Дорожно-строительные работы имеют ряд особенностей, к которым относятся:

сложность и разнообразие как видов строительных работ, так и производимой продукции;

большая протяженность и неравномерность распределения объемов и видов работ;

зависимость от природных факторов;

необходимость добычи, переработки, доставки к месту использова­ния большого числа песчаных, каменных, сборных конструкций труб и других материалов.

Дорожно-строительные работы подразделяются на линейные и со­средоточенные.

К линейным относят работы с примерно одинаковыми объемами на единице длины. Такими являются: расчистка дорожной полосы; возве­дение невысоких насыпей и разработка неглубоких выемок; устройство оснований и покрытий.

К сосредоточенным относят работы, большие объемы которых сконцентрированы на отдельных участках дороги небольшой протя­женности. Это возведение высоких насыпей и разработка глубоких вы­емок, постройка искусственных водопропускных сооружений (труб, мостов) и отсыпка конусов около них.

Дорожные работы являются линейно-протяженными, поэтому к ме­тодам производства работ и организации строительства предъявляются особые требования. Для выполнения задач организации строительства необходимо определить объемы всех видов работ, выбрать необходи­мую технику, рассчитать сроки выполнения, составить технологические карты и выбрать метод проведения работ.

Различают два основных способа организации линейных дорожно­строительных работ: поточный и непоточный.

Поточным методом организации производства называют метод не­прерывного и равномерного производства дорожно-строительных ра­

26

бот, которые выполняются специализированными подразделениями (бригадами), передвигающимися в одном направлении по трассе строя­щейся дороги, оставляя за равные промежутки времени (смену, сутки) полностью готовые участки дороги.

Основным показателем поточного метода является его скорость (или темп), которая определяется по формуле

V_n = ^L , ( 2.1)

^Tk ^{— t}pn ^{— t}b ^{— t}np

где V_n — скорость (темп) потока, м;

L — длина строящегося участка дороги, м;

Tk — число календарных дней строительного периода;

tp_n — время на развертывание потока, дни;

tb — выходные и праздничные дни в строительном периоде, дни;

t_np — время простоя по метеорологическим условиям, дни.

Непоточные методы организации строительства дорог применяют редко. К ним относят: метод раздельной организации производства и некомплексный поточный метод. Метод раздельной организации произ­водства состоит в том, что каждый строительный процесс выполняется самостоятельно. Он применяется на объектах небольшого протяжения. Некомплексный поточный метод - это когда земляное полотно, водо­пропускные и водоотводные сооружения возводят за год до постройки дорожной одежды, которую строят отдельно поточным методом.

Выбор того или иного метода работ определяется объемом работ, директивными сроками строительства, наличием дорожно­строительных машин, оборудования, материалов и трудовых ресурсов.

Лесовозные дороги строят подрядным и хозяйственным способами. Доля подрядного строительства дорог незначительна. В основном доро­ги строятся хозяйственным способом самими лесозаготовительными предприятиями.

2. Обоснование технологии производства дорожно-строительных работ

Строительство дороги должно осуществляться в соответствии с про­ектом организации строительства, который имеет следующие разде­лы: характеристика условий строительства; мероприятия подготови­тельного периода; объемы работ и сроки их выполнения; методы произ­

27

водства работ; потребность в рабочих, дорожно-строительной технике и материалах.

На основании проекта организации строительства составляется про­ект производства работ. В нем излагают следующие основные работы: объемы и характеристика дорожно-строительных работ на предстоящий год; определение участков и объемов сосредоточенных работ; расчет темпов потоков и определение их состава; определение потребности в рабочих, машинах, инструментах, оборудовании, горючем и других ма­териалах по каждому виду работ; расчет сроков окончания строитель­ства участков дорог; разработка проектов карьерных хозяйств и других подсобных производств; составление линейного календарного графика строительства; свободный расчет потребности по всем видам материаль­ных ресурсов на год и основных технико-экономических показателей.

Работы по строительству дороги делятся на две группы: подготови­тельные и основные. К подготовительным работам относятся: техни­ческая, организационная и производственно-хозяйственная подготовка, разрубка просеки и очистка ее от кустарника, корчевка пней и снятие растительного слоя и др. К основным работам относятся: строительство искусственных водоотводных и водопропускных сооружений, возведе­ние земляного полотна, устройство дорожной одежды; отделочные ра­боты и обустройство дороги.

Технология дорожно-строительных работ - это совокупность прие­мов и способов разработки и перемещения грунтов, строительных мате­риалов и полуфабрикатов, монтажа и обработки их в дорожных кон­струкциях, выполняемых в определенных последовательности и режиме с целью сооружения дороги.

Принятая технология производства работ должна соответствовать климатическим сезонным, гидрологическим, погодным, грунтовым и другим местным условиям. При этом необходимо широко применять методы комплексной механизации всех дорожно-строительных работ с применением современной техники, технологии и сведением к миниму­му ручного труда.

Наибольшего эффекта при строительстве можно достигнуть при условии правильного выбора дорожных машин, исходя из объемов предстоящих работ и сроков строительства.

Подбор комплектов машин для выполнения отдельных строитель­ных процессов следует начинать с выбора ведущей машины. Она долж­на обеспечивать высокую производительность и минимальную стои­мость работ, в том числе и других машин, входящих в данный ком­плект.

28

Для предварительных соображений по рациональному выбору ве­дущей машины можно исходить из того, что наиболее высокая стои­мость земляных работ получается при разработке грунта экскаваторами с транспортировкой автомобилями-самосвалами, затем при разработке и перемещении грунта скреперами и наиболее дешевая разработка грунта бульдозерами.

При разработке данной главы курсовой работы необходимо кон­кретно определить технологию и требуемую для этого технику по каж­дому виду подготовительных и основных работ для постройки заданно­го участка магистрали, пользуясь при этом следующими источниками [2, с. 149-175 и 271-338; 9, с.17-101; 14, с.70-115 и 133-221; 24, с.238- 287].

3. Подготовительные работы при строительстве лесовозных дорог

К подготовительным относятся работы по расчистке дорожной по­лосы от леса, кустарника, пней, а также рыхление плотных грунтов и снятие растительного слоя там, где это предусмотрено проектом.

До расчистки дорожной полосы обозначают границы просеки, про­вешивают трассу, закрепляют углы поворота, начало и конец кривых, выносят в сторону повторители пикетов.

Прорубку просеки выполняют в действующих лесозаготовительных предприятиях основные лесозаготовительные бригады, во вновь строя­щихся для этой цели создают специальные бригады. Прорубку просек следует проводить преимущественно в зимний период. Валка деревьев и их трелевка производятся общеизвестными способами, используются при этом бензопилы, валочно-пакетирующие машины, трелевочные тракторы, челюстные погрузчики и другие машины. Часть древесины, которую предполагается использовать для строительства искусственных сооружений, других устройств, раскряжевывают на необходимые сор­тименты и провозят к местам использования или укладывают в штабели в пределах просеки. Вывозка хлыстов на лесопромышленный склад осуществляется лесовозными автопоездами.

Для расчистки дорожной полосы от мелкого леса и кустарника ис­пользуют кусторезы. Корчевку пней производят под насыпями высотой до 0,5 м, в местах расположения боковых резервов, выемок и канав. Ос­новная техника - корчеватель-собиратель. При насыпи высотой от 0,5 м до 1 м пни срезают вровень с землей, а при насыпи высотой более 1 м пни можно оставлять.

Уборка валунов и валежника может быть выполнена корчевателями

29

или бульдозерами одновременно с корчевкой пней. Для снятия расти­тельного слоя применяют бульдозеры. Его срезают под насыпью высо­той до 1м, на площади будущих выемок и резервов. Растительный слой перемещают за пределы дорожной полосы и укладывают так, чтобы он не мешал дорожным работам. Впоследствии его используют для плани­ровки откосов и рекультивации нарушенных земель.

После того, как определена технология выполнения подготовитель­ных работ, выбрана необходимая техника, нужно разработать и вычер­тить технологическую схему на их выполнение. При решении этих во­просов следует пользоваться рекомендациями учебно-методической литературы [2, 9, 14, 24].

В качестве примера в прил. 2(рис. П. 2.1) приведена технологическая схема выполнения подготовительных работ на строительстве лесовоз­ных дорог.

4. Возведение земляного полотна

Расчистив дорожную полосу, приступают к детальной разбивке зем­ляного полотна. Она заключается в установке через каждые 20...50 м знаков, указывающих основные размеры земляного полотна, по кото­рым можно воспроизвести поперечный профиль дороги в натуре. Вы­сотные отметки должны быть продублированы за пределами полосы проведения земляных работ. При разбивке насыпей необходимо преду­смотреть запас по высоте на осадку грунта. У подошвы откосов насыпей и бровок выемок устанавливают откосники, обозначающие направление откосов.

Сооружение земляного полотна производится только из пригодного грунта, который устанавливают по гранулометрическому составу, физи­ко-механическим свойствам и наличию примесей, влияющих на устой­чивость и прочность земляного полотна.

В зависимости от направления перемещения грунта при возведении насыпей и разработке выемок применяют поперечный, продольный и смешанный способы.

Поперечный способ перемещения грунта используют при возведе­нии насыпей из боковых резервов, продольный - когда грунт из выемки перемещается в насыпь, и смешанный - когда грунт из боковых резервов путем поперечного перемещения сосредотачивается в определенном месте насыпи, а затем путем продольной транспортировки доставляется на место укладки.

Возведение земляного полотна производится различными комплек­тами машин, в которых ведущими машинами могут быть: бульдозер,

30

автогрейдер, скрепер, экскаватор. Сначала необходимо выбрать веду­щие машины, при помощи которых станет экономически целесообразно выполнять основные объемы земляных работ, а затем выбрать вспомо­гательные машины для выполнения всех прочих работ, входящих в тех­нологический процесс сооружения земляного полотна.

В состав вспомогательных машин по сооружению земляного полот­на включаются: катки для послойного уплотнения грунта земляного полотна; рыхлители для рыхления плотных грунтов; автогрейдеры для профилирования поверхности насыпи и планировки откосов и дна ре­зерва; бульдозеры или автогрейдеры для разравнивания грунта, достав­ленного автомобилями-самосвалами.

Отсыпку насыпей ведут таким образом, чтобы образовался ровный слой определенной толщины, который можно было бы легко уплотнить. Последовательно укладывая слои грунта (толщиной 20-40 см) один на один и уплотняя их, отсыпают насыпь до проектной отметки. Такой способ устройства насыпи называется способом послойной отсыпки. При этом способе отсыпки насыпи основные работы ведут на двух за­хватках: на одной создают слой грунта, на второй - уплотняют его. За­тем эти операции меняют местами, и так - до полной отсыпки насыпи.

При сооружении земляного полотна из боковых резервов бульдозе­ром (см. рис. П.2.2) соблюдают такую последовательность операций:

1. разработка и перемещение грунта первого слоя бульдозером;

2. разравнивание первого слоя бульдозером;

3. уплотнение первого слоя пневмошинным катком;

4. разработка, перемещение, разравнивание и уплотнение второго и последующих слоев теми же машинами.

После возведения насыпи до проектной отметки производят плани­ровку откосов насыпи автогрейдерами с откосниками; профилирование земляного полотна автогрейдером и планировку этой же машиной отко­сов и дна резервов.

При возведении земляного полотна на участках пересечения болот или оврага с крутыми склонами произвести послойную отсыпку грунта невозможно. В этом случае отсыпку ведут с самого начала до проектной отметки. Такой способ устройства насыпи называется способом отсып­ки насыпи с головы. Недостатком данного способа является невозмож­ность уплотнения грунта всей насыпи. Для устранения этого недостатка применяют так называемый комбинированный способ отсыпки насыпи. Сущность его состоит в сочетании отсыпки с головы и послойной от­сыпки. Например, при сооружении насыпи через болото можно ниж­

31

Вместимость ковша скре­пера, м3	Предельная дальность возки грунта, м
	прицепными скреперами	самоходными скреперами
До 3	300	-
6 3	500.600	1500
0 6	750.800	2000
5 0	1000.1500	2200.3000

Для возведения земляного полотна используют также и экскаваторы (см. прил. 2, рис. П.2.3), оборудованные обратной лопатой (невысокие насыпи из канав и боковых резервов), драглайном (насыпи из боковых резервов и выемки в кавальер) и прямой лопатой (глубокие выемки с погрузкой грунта в транспортные средства). На строительстве лесовоз­ных дорог в основном применяют экскаваторы с обратной лопатой.

Насыпи из привозных грунтов сооружают на болотах и участках, где местный грунт нельзя использовать для отсыпки насыпи. Технологиче­ская последовательность возведения земляного полотна с применением экскаватора и автосамосвалов следующая: разрабатывают карьер и гру­зят грунт экскаватором в автосамосвалы; автомобили-самосвалы до­ставляют грунт к месту укладки и разгружают; разравнивают грунт ав­тогрейдерами или бульдозерами; уплотняют грунт катками; профили­руют поверхность земляного полотна автогрейдером.

В супесчаных грунтах при высоте насыпи до 0,8 м с использованием грунта из двусторонних резервов с перемещением на расстояние до 10 м насыпь можно возводить автогрейдерами. До начала работы снимается

32

Уплотняюшие	Толщина слоя в плотном теле при грунтах, м				Количество проходов (ударов) уплотняющих машин при грунтах
машины	связных		несвязных		связных	несвязных
Кулачковый каток массой 3.5 т Катки на пневмошинах массой:	0,15. 0,10.	..0,20 ..0,15			8 12
10 т	0,15.	..0,20	0,20.	.0,25	00 40	40
25 т	0,10.	..0.15	0,15.	.0,20	8 2 68	6 8
	0,30.	..0,35	0,35.	.0,40	00 40	40
50 т	0,20.	..0,25	0,25.	.0,30	8 0 68	6 8
	0,35.	..0,40	0,45.	.0,50	00 40	40
Трамбующая плита массой	0.25.	..0,30	0,35.	.0,45	8 0 68	6 8 46
2 т при высоте	0,80.	..0,90	1,00.	.1,10	4..5	4 2
падения 2 м	0,70.	..0,80	0,80.	.0,90	8 6	6 4

Примечание. В числителе приведены значения для уплотнения грунта до плотности не менее 0,95, в знаменателе - до плотности не менее 0,98 от опти­мальной.

33

5. Строительство дорожной одежды

До начала работ по строительству дорожной одежды необходимо от повторителей восстановить на земляное полотно пикетаж, проверить соответствие земляного полотна проекту.

При строительстве дорожных одежд важно правильно уложить на дорожное полотно строительные материалы с тем, чтобы обеспечить беспрепятственную развалку их и проектную толщину слоев дорожной одежды.

Толщина слоев дорожной одежды по техническим условиям должна быть не более 30 см для песка, до 20 см для щебня и гравия при уплот­нении их катками статического действия. Если толщина конструктивно­го слоя больше, то его делят на два слоя.

Строительство дорожной одежды, как и земляного полотна, осу­ществляют комплектом дорожно-строительных машин. Их строят с усо­вершенствованными, переходными и низшими покрытиями.

В лесозаготовительных предприятиях значительное количество до­рог грунтовых и улучшенно-грунтовых. Грунтовые дороги улучшают путем добавления к дорожному грунту песка, глины, гравия, щебня и других скелетных добавок.

Добавки песка и глины в грунт вводят с целью получения оптималь­ной грунтовой смеси. Наиболее качественное улучшение грунтовой до­роги достигается внесением скелетных добавок из камня.

Для введения добавок в грунт поверхностный слой земляного по­лотна разрыхляют кирковщиком автогрейдера или дорожной фрезой.

Песок и скелетные добавки доставляют автосамосвалами и распре­деляют их по земляному полотну автогрейдерами.

Перемешивание добавок с грунтом производят автогрейдером. Пла­нировку выполняют также автогрейдером.

Уплотняют полученную смесь катком на пневматических шинах. Основными типами покрытий автомобильных лесовозных дорог явля­ются гравийные и щебенчатые.

В качестве материала покрытия используют оптимальные гравийные смеси, щебень и гравийно-песчаные (щебенчато-песчаные) смеси. Наименьшая толщина слоя из щебня или гравия в плотном теле должна быть не менее 0,15 м при укладке на песчаное основание.

Гравийные дорожные одежды, как правило, строят из оптимальной грунтовой смеси. Технологический процесс устройства однослойного гравийного покрытия серповидного профиля следующий. Гравийную оптимальную смесь автосамосвалом доставляют на дорогу, разгружают

34

в одну или две линии и разравнивают автогрейдером на всю ширину земляного полотна.

Планировку выполняют по высотным колышкам, установленным по оси дороги, на кромках проезжей части и на бровках земляного полотна. Высота колышков устанавливается с учетом коэффициента уплотнения гравия, равного 1,25.1,30.

Далее производят уплотнение с помощью самоходных катков с гладкими металлическими вальцами или самоходными катками на пневматических шинах. Уплотнение ведут от бровки земляного полотна к его оси с перекрытием предыдущих проходов последующими на

1. 2...0,3 м.

При постройке гравийного покрытия в два слоя материал вывозят в полукорыто, разравнивают, планируют и уплотняют его. Верхний слой гравийного покрытия устраивают аналогично однослойному покрытию.

При устройстве дорожной одежды из щебня рекомендуется такая технологическая последовательность выполнения операций:

1. подвозка песка автосамосвалами для подстилающего слоя;

2. разравнивание автогрейдером песка по ширине земляного полотна;

3. уплотнение песчаного слоя катками;

4. вывозка щебня на насыпной слой автосамосвалами;

5. разравнивание щебня автогрейдером;

6. уплотнение щебня нижнего слоя катками с гладкими металлически­ми вальцами;

7. вывозка щебня на верхний слой для устройства покрытия;

8. разравнивание щебня при устройстве верхнего слоя;

9. уплотнение щебня катком;

10. вывозка щебня размером 3.10 мм;

11. разравнивание и профилирование покрытия под шаблон;

12. уплотнение покрытия до требуемой плотности.

При устройстве щебеночного покрытия с пропиткой битумом ис­пользуется следующая технология: укладка слоя щебня размером 20.40 мм; осаживание щебня тяжелым катком; поливка щебня биту­мом, разогретым до температуры 80°...150° С в зависимости от его вяз­кости; уплотнение щебня, пропитанного битумом; россыпь щебня раз­мером 3.10 мм; уплотнение слоя, проверка ровности покрытия.

Расход битума - 1,0.1,2 л/м² на 1 см толщины пропитываемого слоя, которую принимают равной 4.8 см. Температура воздуха при пропитке не должна быть ниже 10⁰ С.

Сборные покрытия из железобетонных плит применяют на автомо­бильных лесовозных дорогах, где отсутствуют местные дорожно­

35

строительные материалы. Дороги с покрытием из железобетонных плит строят однополосными с разъездами и двухполосными.

Технологический процесс устройства дорожного покрытия из желе­зобетонных плит следующий. На спланированное и уплотненное земля­ное полотно вывозят песок для устройства подстилающего слоя. До­ставленный песок распределяют, профилируют и уплотняют пнев­мокатком. Восстанавливают ось дороги и от нее колышками фиксируют местоположение одного колесопровода. Между колышками параллель­но оси натягивают шнур, по которому укладывают плиты. Плиты друго­го колесопровода укладывают по шаблону. Укладка плит производится автокранами или плитоукладчиками. Для соединения плит в колесопро- воде в торцовые углубления плит забивают деревянные бруски. Когда плиты на участке дороги длиной 100...200 м уложены, полосы между плитами и порожняковый путь при двухполосных дорогах засыпают песком. Доставленный песок разравнивают и профилируют автогрейде­ром, а затем уплотняют самоходными пневмокатками.

В настоящее время на грузосборочных магистралях и лесовозных автомобильных дорогах высших категорий для устройства покрытий используют асфальтобетон. Асфальтобетонную смесь укладывают на прочное, ровное, чистое и сухое основание.

Технологический процесс устройства асфальтобетонных покрытий состоит из следующих операций: подготовка основания, подвозка и укладка асфальтобетонной смеси, ее уплотнение.

Основание очищают от пыли и грязи с помощью дорожных щеток или сжатым воздухом, обрабатывают битумными материалами для со­здания прочного сцепления между слоями. Укладку асфальтобетонной смеси производят асфальтоукладчиками. После того, как уложено 8.12 м полосы, приступают к уплотнению.

Уплотнение асфальтобетонной смеси производят самоходными кат­ками с гладкими металлическими вальцами - сначала легкими массой 5.8 т (4.6 проходов по одному следу), а затем тяжелыми катками массой 10.15 т (12.18 проходов). Уплотнение должно обеспечивать максимальную плотность асфальтобетонного покрытия, при котором не происходит последующего доуплотнения под воздействием движения транспорта.

Технологические схемы строительства дорожных одежд приведены в прил. 2 (рис. П.2.4 ... П.2.8).

36

Контрольные вопросы

1. Что понимают под технологией производства дорожно - строительных работ?

2. Назовите основные методы строительства лесовозных дорог.

3. Каковы состав и содержание подготовительных работ, выполня­емых на дорожной просеке?

4. Какова особенность возведения земляного полотна на болотах?

5. Назовите способы возведения насыпей.

6. Расскажите о технологии строительства дорожных одежд из оп­тимальной грунтовой смеси.

7. Какова технология строительства дорожной одежды из щебня методом заклинки?

8. Какова технология строительства асфальтобетонных покрытий?

37

3. ВЫВОЗКА ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ АВТОТРАНСПОРТОМ

В данной главе курсовой работы необходимо: рассчитать основные производственно-технические показатели (лесотранспортные измерите­ли); запроектировать состав лесовозного автопоезда и определить по­лезную нагрузку на него; определить производительность лесовозных автопоездов и потребность в тяговом и прицепном составе, а также по­требность в топливно-смазочных материалах. По результатам расчетов следует составить сводную ведомость использования лесовозного транспорта.

1. Расчет лесотранспортных измерителей

Наиболее важными показателями для расчетного года эксплуатации лесовозной дороги являются: грузооборот; грузовая работа; среднее расстояние вывозки лесоматериалов; эксплуатационная и приведенная длина лесовозных путей; грузонапряженность отдельных участков ле­совозной дороги. Эти показатели необходимо определить при выполне­нии курсовой работы.

Грузооборот дороги - это общий объем вывозки лесоматериалов по данной дороге за расчетный период времени. Обычно определяют го­довой грузооборот дороги. Грузооборот лесовозной дороги является одним из важнейших показателей, определяющим загруженность доро­ги транспортными средствами и требуемую для данных условий катего­рию дороги, а следовательно, и ее конструктивные параметры. Для предприятий постоянного действия расчетный годовой грузооборот дороги определяют по величине годичной лесосеки.

Расчетный годовой грузооборот дороги приводится в задании на курсовую работу.

Грузовая работа рассчитывается по формуле

^η П

R =Σ 4i · li , (3.1)

i=1

где R - грузовая работа, м³· км;

qi - объем вывозки лесоматериалов с i-го погрузочного пункта, м³;

li - расстояние вывозки лесоматериалов от i-го погрузочного пунк­та до нижнего лесосклада, км;

η - число погрузочных пунктов в годичной лесосеке, шт.

Объем погрузки лесоматериалов с каждого погрузочного пункта определяется исходя из условия размещения их на лесосеках на карте:

38

№№ кварталов, в	№№	Объем погрузки	Расстояние вы-	Грузовая
которых ведется	погру­	лесоматериалов	возки от погру-	работа
заготовка древе­	зочных	с погрузочного пункта, м3	зочного пункта	II R
сины	пунктов		l i, км	м3 · км

Пример 16	1	500	40	20000
	2	600	38	22800
ИТОГО		Σ q—		Σ jR II 1R

Среднее расстояние вывозки вычисляется по формуле

Lcp — RQod , (3.2)

где R - общая грузовая работа.

Эксплуатационную длину лесовозных путей для расчетного года сле­дует вычислять по формуле

^Lэкс ^{— Х} + ^LM + ^LB + ^Ly^{, (3}.³⁾

где Ь_экс - эксплуатационная длина путей, используемых в расчетном году, км;

Х - длина участка дороги от нижнего лесного склада до точки А на карте (указана в задании), км;

L_M - длина участка магистрали, эксплуатируемого в расчетном го­ду, км;

39

L_g - длина веток, необходимых для освоения расчетной годичной лесосеки, км;

Lу - длина усов, км;

L_M , L_g и Lу - измеряются по карте в масштабе.

Для организации дорожной службы (установления потребности в рабочих и технике по содержанию и ремонту дорог) все типы дорог приводятся к одной категории.

Приведенная длина лесовозной дороги определяется по формуле

L_np = К(Lm + Х) + 0,75 Lg + 0,5 Ly, (3.4)

где К - коэффициент приведения магистрали к расчетной категории:

К = 1,2 для дорог с асфальтобетонным или цементобетонным по­крытием; К = 1,0 для дорог с щебеночной или другой одеждой пере­ходного типа;

0,75 и 0,5 - коэффициент приведения для веток и усов соответст­венно.

2. Проектирование состава лесовозного поезда

Для формирования состава автомобильного поезда на базе заданного автомобиля сначала необходимо определить расчетную предельную полную массу его из условия обеспечения возможности равномерного движения на руководящем уклоне в заданных дорожных условиях по формуле

Обр = ^F . , (3.5)

+ S^lp

где Q^p - предельная полная масса лесовозного поезда (по силе тяги автомобиля), т;

F_K - расчетная касательная сила тяги автомобиля с учетом огра­ничения по сцеплению, Н;

(Ό₀ - основное удельное сопротивление движению, Н/т; g - ускорение свободного падения, м/с²; ip - руководящий уклон дороги, %о.

Значение силы тяги по двигателю принимают для второй передачи коробки скоростей и низшей передачи раздаточной коробки.

Силу тяги по сцеплению определяют по формуле

40

Тип покрытия	W0,	Н/т
Цементобетонное, асфальтобетонное	150.	.200
Колейное из железобетонных плит	200.	250
Гравийное, щебеночное и грунтовое, обработанное вяжущими	250.	300
Гравийное и щебеночное без обработки	350.	.400
Грунтовое	350.	600
Снежно-уплотненное	250.	400
Ледяное	250.	300
Деревянно-лежневое	200.	..300

41

Технические характеристики автомобилей и прицепного состава приведены в прил. 3, а навесных автомобильных гидравлических мани­пуляторов - в прил. 4.

При проектировании автопоездов с навесными погрузочными мани­пуляторами по данным прил. 4 следует выбрать марку манипулятора, привести его основные технические характеристики и уточнить грузо­подъемность той единицы подвижного состава, на которой он установ­лен.

В зависимости от состава автомобильного поезда и вида транспор­тируемых лесоматериалов гидроманипулятор может быть установлен в следующих местах:

• на автомобиле за кабиной или в задней части шасси. Стрела ма­нипулятора в транспортном положении при этом располагается над ка­биной, на лесоматериалах или поперек платформы в месте установки;

• на полуприцепе в его передней или средней части платформы с размещением стрелы в транспортном положении на лесоматериалах или поперек платформы в месте установки;

• на прицепе в передней его части с размещением стрелы анало­гично полуприцепу.

Изменение грузоподъемности подвижной единицы зависит от места установки манипулятора и размещения его стрелы в транспортном по­ложении. Влияние трех навесных гидроманипуляторов на грузоподъем­ность пяти автомобилей приведено в прил. 5. Для других автомобилей и навесных гидроманипуляторов величину снижения грузоподъемности следует устанавливать по аналогии с прил. 5.

При установке гидравлического манипулятора на прицепе или полу­прицепе их грузоподъемность должна быть снижена на величину веса погрузочного устройства, так как добиться нормативных значений осе­вых нагрузок (нагрузки на опорно-сцепное устройство) можно путем продольного смещения лесоматериалов по платформе прицепной еди­ницы. На автомобиле это сделать невозможно из-за малой длины плат­формы.

После формирования состава автопоезда определяется полезная нагрузка на автопоезд.

Возможная полезная нагрузка на автопоезд по силе тяги автомобиля

_а _ ^Q6p ^{- Ра - Σ Рп}р ^{- Ргм} _п ^Qnon , ⁽³⁸⁾

где Q_nm - полезная нагрузка на автопоезд, м³;

у - средняя плотность (объемная масса) древесины в зависимости

42

от породы, влажности и т.п. (в расчетах можно принять у = 0,8 т/м³). Полезная нагрузка по грузоподъемности автопоезда

О„о, — . (3.9)

У

При наличии на автопоезде навесного гидроманипулятора в форму­лу (3.9) следует подставлять уточненное значение грузоподъемности подвижной единицы с манипулятором.

Для дальнейших расчетов принимают меньшее значение из сравни­ваемых величин.

Для сортиментных автопоездов, кроме того, необходимо проверить грузовместимость. Она рассчитывается по формуле

^пП

^Vгр ^—Σ ^Ь гр · ¹^гр ι · ^Lгр ι · ^КП i > ^Qno, ^{, (3}.¹⁰⁾

j—1

где V_гр - грузовместимость (объем груза в плотном теле) автопоезда, м³; Ь_гр - ширина груза, м; h-.р j - высота i-ой пачки груза, м;

L_гр _j - длина i-ой пачки груза, м;

К_Пj - коэффициент полнодревесности i-ой пачки груза: для бревен К_п = 0,5.0,65; для хлыстов К_п = 0,4...0,5;

и_я - количество пачек древесины на автопоезде.

Ширину груза можно определить по формуле

Ьгр — B - Ьс_т , (3.11)

где В - габаритная ширина автопоезда, В = 2,5 м;

Ь_ст - ширина стоек коника, Ь_ст = 0,2 м.

Высота груза при условии полного использования допустимой габа­ритной высоты автотранспортного средства

^р — Н_Г -hП , (3.12)

где Н_Г - допустимая габаритная высота автопоезда, Н_Г = 4,0 м; h_П - погрузочная высота, м.

Погрузочная высота приведена в технических характеристиках ав­томобилей и прицепного состава (прил. 3).

Если V_гр окажется меньше Q_noл , то принимают Q_non — V_гр .

43

При хлыстовой вывозке следует проверить возможность распреде­ления груза на автопоезде пропорционально грузоподъемности автомо­биля и прицепного состава.

Лесозаготовительные предприятия, работающие на базе специализи­рованных лесовозных дорог, как правило, производят вывозку хлыстов полной длины двухзвенными автопоездами, состоящими из автомобиля и одного двухосного роспуска. Хлысты на автопоезде размещают ком­лями вперед. При такой погрузке и вывозке хлыстов изменение рассто­яния между кониками автопоезда является единственно возможным способом обеспечения нормального распределения массы перевозимого груза по коникам без снижения величины полезной рейсовой нагрузки. Искомое расстояние (рис. 3.1) может быть определено по формуле ^ _ QnOM ‘ У ^{(r L}XM ~ ^a)

QnoM ^Ra ’

где b - расстояние между кониками, м;

L _хл - длина перевозимой пачки хлыстов, м;

r - коэффициент, значения которого изменяются в зависимости от величины обрезки хлыстов перед погрузкой [12, рис. 2.3];

а - свес груза за коник: автомобиля а = 1 м, полуприцепа а = 2,5 м;

R_a - реакция коника автомобиля, равная величине нагрузки на ко­^{ник от} Опол ^{, т}.

Следует принять R_a = Q_a.

Lxa

Рис. 3.1. Расчетная схема

44

После определения расстояния между кониками автопоезда необхо­димо найти величину свеса вершинной части хлыстов за коник

^С = ^L хл ^{- a - b} .

На специализированных лесовозных дорогах длина автопоезда не ограничивается, а свес груза за коник роспуска (С) допускается до 8.10 м. Если получается С > 10 м, следует уменьшить длину перевозимых лесоматериалов путем опиливания вершиной части хлыстов, снизить нагрузку на коник или подобрать другой состав автопоезда [19, 20].

Вывозка лесоматериалов с использованием дорог общей сети требу­ет загружать автопоезда хлыстами с обрезанными вершинами другими способами - комлями на коник роспуска или вразнокомелицу. Эти спо­собы подробно рассмотрены в учебном пособии [19].

Таким образом, окончательно полезную нагрузку на автопоезд при хлыстовой вывозке устанавливают после определения способов погруз­ки их на автопоезд, но она не должна превышать допустимые значения из условий грузоподъемности и тяговых возможностей.

3. Расчет производительности лесовозных автопоездов и потребности в подвижном составе

Производительность лесовозных автопоездов определяется по фор­муле

Псм = ^{(Т -t п}>·^Кп ·^Qnoл , (3.14)

120 ^ + ti +12

^V ср

где П_см - производительность автопоезда за смену, м³;

Т - продолжительность рабочей смены, мин;

t_n3 - подготовительно-заключительное время за смену, для одно­комплектных автопоездов с карбюраторными двигателями t_n3 = 20 мин, а с дизельными t _n3 = 30 мин. Для автопоездов, имеющих более одной прицепной единицы, на каждую дополнительную единицу прицепного состава время на подготовительно-заключительные работы увеличивать на 5 мин.

К_в - коэффициент использования рабочего времени, К_в = 0,75 .0,90;

Qnon- полезная нагрузка на автопоезд, м³ (определена в п. 3.2);

Ь_ср - среднее расстояние вывозки, км (определено в п. 3.1);

45

массой, т	переход­ ного	низшего	переход­ ного	низшего	переход­ ного	низшего
5 2 О 2	о 2	5 3 3	5 3 00 3	о 3 2 3	2 3 3	с- 2 2
5 3 5 2	00 3 ό	2 3 5 3	2 3 5 3	с- 2 о 3	о 3 2 3	5 2 2
С" 5 3	5 3 00 3	о 3 2 3	о 3 2 3	5 2 с-: 2	00 2 о 3	3 2 5 2

Потребность в линейном подвижном составе (в автопоездах) рассчи­тывается по формуле

(3.15)

46

где N_л - среднегодовая потребность в линейных лесовозных автопоездах; Q_od - годовой объем вывозки лесопродукции (отдельно хлыстов,

А - расчетное количество рабочих дней в году; z - сменность работы лесовозного транспорта.

Списочная потребность в лесовозных автопоездах определяется по

где N_c - среднегодовая списочная потребность в лесовозных автопоез­дах;

К_тг - коэффициент технической готовности лесовозных автопоез­дов, К_тг = 0,75.0,85;

а - коэффициент, учитывающий резервные автопоезда: а = 0,17.

4. Определение потребности в топливно-смазочных материалах

Годовая потребность в топливе для вывозки древесины определяется по формуле

где Е - годовая потребность в топливе, кг;

q_l - нормативный расход топлива автомобилем на 100 км пробега (линейная норма приводится в технических характеристиках), л;

q₂ - норма расхода топлива на 100 т · км грузовой работы: для кар­бюраторных автомобилей q₂ = 2,0 л; для дизельных q₂ = 1,3 л;

Σ Р_пр - собственная масса прицепного состава в автопоезде, т;

L₀£ - общий пробег всех лесовозных автопоездов за год, км;

R'o6 - грузовая работа по вывозке лесоматериалов, т · км; у_Т - плотность топлива: для бензина у_т = 0,75 кг/л; для дизельно­го топлива у_т = 0,88 кг/л;

щ - коэффициент, учитывающий расход топлива на гаражные нуж­ды; Kj = 1,01;

к₂ - коэффициент, учитывающий повышенный расход топлива при

сортиментов, щепы), м³;

формуле

(3.16)

(3.17)

47

	Состояние дорожного покрытия
Типы дорожных покрытий	хорошее	неудовлетвори­ тельное
	расход топлива в % к норме для асфальтобетонного покрытия
Асфальтобетонное, из битумоминеральных сме­сей, из железобетонных плит	100	115
Гравийное, щебеночное	120	160
Грунтогравийное, грунтощебеночное	130	190
Грунтовое	160.180	200.300

Потребность в маслах и смазочных материалах определить, исходя из нормативов, в % от расхода топлива: автол для карбюраторных дви­гателей - 3,5 % от расхода бензина; дизельное масло - 5,0 % от расхода дизельного топлива; нигрол и солидол - по 1,0 1,6 % от расхода топ­лива в зависимости от количества ведущих мостов и раздаточных коро­бок. Все расчеты свести в табл. 3.5.

48

Наименование	Единица измерения	Всего на год	В расчете на 1 м3	В расчете на 1 м3 · км
Бензин или дизельное топливо Автол или дизельное масло Нигрол Солидол