4. Расчет скорости потока

Расчеты предлагается выполнять в три этапа:

1. Расчет средней высоты насыпи (она потребуется на втором этапе при расчете периода развертывания земляных работ).

2. Расчет минимальной скорости потока, исходя из условия заверше­ния строительства в установленные сроки.

3. Определение расчетной скорости потока, то есть скорости, которую могут обеспечить имеющиеся средства механизации.

4.1 Расчет разбивочных параметров земляного полотна и средней высоты насыпи

Ниже, на рисунке 4.1.1 представлена конструкция поперечного профиля земляного полотна и дорожной одежды при бескорытном поперечном профиле дорожной одежды.

Рисунок 4.1.1 – поперечный профиль земляного полотна и дорожной одежды при бескорытном поперечном профиле дорожной одежды

1 - дорожная одежда; 2 - присыпные обочины; 3 - тело насыпи;

4 - объем возмеще­ния срезанного растительного слоя

Площадь поперечного сечения отсыпаемой части насыпи можно найти по формуле

где:

- профильный объем линейных земляных работ, м³;

– длина участков линейных земляных работ объемом , м.

В расчетах используется профильный объем земляных работ, так как нас интересует геометрический объем насыпи, независимо от того, сколько фактически в нее отсыпано грунта.

Величина 16850 получена следующим образом:

20000-(200+300+500+800)-(70+170+270+370+470)=16850 пог.м

где:

20000 – общая длина строящегося участка, пог.м (см. п 4 исходных данных);

200+300+500+800 – сумма протяженности участков сосредоточенных земляных работ, пог.м (см. п 14 исходных данных);

70+170+270+370+470 – сумма протяженности участков выемок, пог.м (см. п 13 исходных данных).

С допустимой погрешностью насыпь можно считать в поперечном сечении трапецией, высота которой и есть средняя высота отсыпаемой части насыпи.

Рисунок 4.1.2 – Схема к расчету Н_ср

Путем математических исследований рисунка 4.1.2 можно вывести формулу для расчета Н_ср:

, м

Поскольку:

то:

м

Исходя из технической категории автомобильной дороги III, ширина земляного полотна В₁=12м.

принимаем равной суммарной толщине дорожной одежды, то есть

∆Н = 0,08 + 0, 10+ 0,20 + 0,20 = 0,58 м.

Коэффициент заложения откоса принимается по типовым проектам (в моём случае m=4).

Тогда по формуле:

В₂= 9 + 2·4·0,58=13,64м

По формуле:

В₃ = 13,64+ 2·4·0,58=18,84м

Для проверки достоверности результата подставим его в формулу:

где:

F_тр. – площадь поперечного сечения трапеции (см. рис. 4.1.1)

Сравнивая результаты расчетов по формулам, приходим к выводу, что погрешность составляет:

10,56-10,50=0,06м²

что вполне допустимо.

4.2 Расчет минимальной скорости потока

Минимальная скорость потока, необходимая для завершения дорож­но-строительных работ в заданные сроки, может быть определена по фор­муле

где:

L- длина строящегося участка автомобильной дороги, пог.м;

Т_ср - среднее количество рабочих смен в строительном сезоне.

Величину Т_ср, в свою очередь, определяют по формуле:

Т_ср = ( Т_к – Т_в – Т_м)·K_c– Т_р, смен

где:

Т_к - календарная продолжительность строительного сезона, дни;

Т_в - количество выходных и праздничных дней в сезоне;

Т_м - количество нерабочих дней по метеорологическим условиям за период Т_к;

К_с - коэффициент сменности;

Т_р - период развертывания потока, смены.

На основании дорожно-климатического графика составляется ведомость продолжительности строительного сезона для различных видов работ (Таблица 4.2.1)

Таблица 4.2.1 – Ведомость продолжительности строительного сезона для различных видов работ

Показатели	Конструктивные слои
	Водопропускные трубы	Земляное полотно	Щебёночно- песчаная смесь	Крупнозернистый пористый а/б	Щебеночно-мастичный асфальтобетон а/б
Минимальная температура производства работ: весной осенью	без огр. без огр.	0°С -5°С	0°С -10°С	+5°С +10°С	+5°С +10°С
Календарные сроки производства работ по климатическим факторам: весной осенью	без огр. без огр.	5.03 1.12	15.02 1.09	20.03 12.10	20.03 12.10
Календарное число дней строительства при 8-часовй рабочей смене	365	171	156	102	102
Сменность работы	2	2	2	2	2
Число рабочих смен	365	86	78	51	51
Число простоев, % от календарного числа дней строительства	17	17	10	10	10
Коэффициент увеличения продолжительности строительства из-за простоев	1,17	1,17	1,10	1,10	1,10

За начало строительного сезона следует принять – 1 апреля, а за окончание – 13 октября. Необходимо анализировать взаимосвязь между выполняемыми работами и принимать решение только на основании такого анализа.

Таким образом, принятые даты начала и окончания строительного сезона

(5 марта – 12сентября) позволяют опреде­лить Тк и Тм, которые будут равны, соответственно, 102 и 17 дням.

Количество выходных и праздничных дней (Т_в) устанавливаем по календарю. В

промежутке с 1апреля по 13октября содер­жится 60 выходной и праздничный день.

Т_В = 60 день

Период развертывания потока (Т_Р) – это время, необходимое для последовательного ввода в работу всех специализированных подразделений, участвующих в технологическом процессе. Величину Т_Р определяют в зависимости от видов и объемов работ, которые будут выполняться. При этом необходимо учесть технологические и организационные разрывы.

Условно работающий поток можно представить в виде схемы (рисунок 4.2.1)

Сооружение земляного полотна	Задел (разрыв)	Строительство песчаного подстилающего слоя	Задел (разрыв)	Строительство щебёночно-гравийно-песчанного основания	Задел (разрыв)	Строительство нижнего слоя покрытия	Задел (разрыв)	Строительство верхнего слоя покрытия	Задел (разрыв)	Досыпка и укрепление обочин	Наращиваемый участок готовой дороги
t 1	n1	t2	n2	t3	n3	t4	n4	t5	n5	t6

Рисунок 4.2.1 – Схема работающего потока

На схеме видно, что

Т_Р =

где:

- время, необходимое для развертывания (последовательного вво­да в работу) специализированных подразделений, смены;

= t₁ +t₂ + t₃ + ... + t_n

- организационные и технологические разрывы между подразде­лениями, смены.

= n₁ + n₂ +n₃ +... + n_n

Значения t и n для специализированных подразделений, участвую­щих в строительстве конструктивных слоев дорожной одежды, можно оп­ределить только после составления соответствующих технологических карт, которыми мы пока не располагаем

Для того, чтобы определить период развертывания линейных земля­ных работ необходимо сначала установить количество слоев отсыпаемой насыпи.

Учитывая, что уплотнение грунта в насыпи пневмокатками жела­тельно вести слоями до 30см, а средняя высота насыпи составляет 0,58м, её можно возвести в 2 слоя по 0,29м.

Опытным путем установлено, что на отсыпку и уплотнение каждого слоя необходимо 2 смены, плюс одна смена на подготовку естественного основания земляного полотна и одна - на отделочные и укрепительные ра­боты. Таким образом, справедливой для определения величины периода развертывания линейных земляных работ будет формула:

= 2а + 2, смен

где:

а - количество слоев грунта, отсыпаемого в насыпь.

Для насыпи высотой 0,58м

= 2·4+2=10 смен

Эту величину и примем за период развертывания линейных земля­ных работ.

Период развертывания потока удобнее и нагляднее рассчитывать в табличной форме (Таблица 4.2.2).

Таблица 4.2.2 - Расчет периода развертывания потока

Наименование работ	Период развертывания специализиро­ванного потока, смены	Технологический разрыв, смены	Задел, смены	Разрыв между началами работ, смены
Линейные земляные работы	10	-	10	20
Подготовка поверхности земляного полотна и строительство песчаного подстилающего слоя	2	-	1	3
Строительство щебеночно-гравийно-песчаного ос­нования толщиной 18 см	3	-	1	4
Строительство нижнего слоя покрытия из крупнозернистого пористого а/б толщиной 7см	3	-	1	4
Строительство верхнего слоя покрытия из мелкозернистого плотного а/б толщиной 4см	1	-	1	2
Досыпка и укрепление обочин	3	-		3
Итого:				36

Столь большая величина задела земляного полотна объясняется неравномерностью распределения объемов земляных масс, что может при­вести к сдерживанию работ по строительству дорожной одежды. В первом приближении эта величина устанавливается ориентировочно и уточняется при проектировании линейного календарного графика.

Определяя периоды развертывания каждого специализированного подразделения по строительству конструктивных слоев дорожной одежды, следует иметь в виду, что нередко, хотя в конструкции дорожной одежды указан один слой, его приходится укладывать в два приема, так как его толщина превышает предельную максимальную, которую можно уклады­вать в один прием. В этом случае период развертывания специализирован­ного потока (графа 2 табл.4.2.2) увеличивают в соответствии с количеством укладываемых слоев.

Таким образом, период развертывания потока составит:

Т_Р = 36 смену

Коэффициент сменности принимаем равным 2, то есть, планируем вести работы в две смены.

К_С = 2

Все данные для расчета минимальной скорости потока имеются:

Т_ср = (102–51–17)·2 – 36 = 36 смен