6.1 Технология строительства земляного полотна
Расчет №1
Срезка растительного грунта является первым действием при возведении земляного полотна. Произведем расчет производительности ведущей машины, требуемый для определения максимального объема работы на захватке.
Выбираем два бульдозера средних характеристик.
Расчет производительности первого бульдозера:
Техническая характеристика бульдозера XCMG TY230 |
|
Длина отвала b,м |
3,725 |
Высота отвала h, м |
1,39 |
Рабочие скорости, км/ч |
|
=3,2;
=5,9;
=7,5;Производительность бульдозера при работе по продольно-поперечной схеме считается в два этапа:
1) при разработке грунта
2) при его перемещении
1) Производительность бульдозера разработке грунта:
,
м3/ч,
где
b – длина отвала бульдозера, м;
α – угол установки отвала в плане , град (α=500…600);
- толщина снимаемого слоя грунта, м;
- скорость зарезания грунта, км/ч;
- коэффициент потерь времени на холостой
ход при разворотах и переключении
передач (
=0,6);
- коэффициент, учитывающий группу грунта
по трудности разработки (1,0);
–
коэффициент перехода от технической
производительности к эксплуатационной
(0,70).
–
коэффициент использования внутрисменного
времени (0,75);
- коэффициент разрыхления грунта
=1,2
для глинистых грунтов;
2) Производительность бульдозера при перемещении грунта:
,
м3/ч,
где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м3:
м3
tц – время полного цикла, ч
Расстояние
считается по формуле
где
- ширина полосы, с которой снимается
грунт, м
c – расстояние от границы полосы, с которой снимается грунт, до места складирования грунта, м
β – угол поперечного прохода к валу грунта (β=50…800)
ч
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки 1,0;
– коэффициент использования внутрисменного времени 0,75;
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
- коэффициент, учитывающий потери
материала или грунта при перемещении
(
=0,85)
Рассчитав производительность бульдозера в час при срезании и перемещении грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может срезать, а потом переместить это количество грунта, уложившись в час т.е. совместим 2 операции в одну и посчитаем для нее производительность:
- время, за которое срезается грунт (доли
часа);
1- - время, за которое перемещается грунт (доли часа);
Исходя из этого, из составленного уравнения, находим :
=0,083
часа;
=1464,94
0,083=121,59 м3/ч
=121,59 8=972,7 м3/см
Расчет производительности второго бульдозера:
Техническая характеристика бульдозера Б-11 |
|
Длина отвала b,м |
3,5 |
Высота отвала h, м |
1,3 |
Рабочие скорости, км/ч |
=2,6; =5,4; =6,0; |
Производительность бульдозера при срезке грунта:
, м3/ч,
Где b – длина отвала бульдозера, м;
α – угол установки отвала в плане , град (α=500…600);
- толщина снимаемого слоя грунта, м;
- скорость зарезания грунта, км/ч;
- коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач ( =0,65);
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;
Производительность бульдозера при перемещении грунта:
, м3/ч,
где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м3:
м3
tц – время полного цикла, ч
Расстояние считается по формуле
где - ширина полосы, с которой снимается грунт, м
c – расстояние от границы полосы, с которой снимается грунт, до места складирования грунта, м
β – угол поперечного прохода к валу грунта (50…800)
ч
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении ( =0,85)
Рассчитав производительность бульдозера в час при срезании и перемещении грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может срезать, а потом переместить это количество грунта, уложившись в час:
=0,074 часа
=931,9 0,074=68,9 м3/ч
Расчет №2:
Уплотнение основания после снятия растительного грунта катками.
Для расчета выбираем 2 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:
Каток самоходный пневмоколесный BOMAG 124 DH-3,
Техническая характеристика катка BOMAG 124 DH-3, |
|
Масса, т |
12,5 |
Ширина уплотняемой полосы b, м: |
1,9 |
Рабочая
скорость
|
при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ; |
Толщина
уплотняемого слоя
|
Неукрепленных грунтов – 0,15 |
,
Производительность катка считается по формуле:
,
м3/ч
где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м;
a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,3м);
-
длина прохода, м (примем
=250)
м;
- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);
-
затраты времени на переход к соседнему
следу, ч (
=0,005
ч);
-
число проходов по одному следу,
=5
(при доуплотнении необходимо принять
число проходов равное 70% от числа проходов
при уплотнении, данные по которому
приведены в учебнике Тулаева «Строительство
городских улиц и дорог», часть 1, таблица
11.3)
- рабочая скорость, =4,3 км/ч;
– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,8);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);
ПК=114,03 8=912,24 м3/см
Каток самоходный пневмоколесный HAMM GRW 18:
Техническая характеристика бульдозера HAMM GRW 18: |
|
Масса, т |
15 |
Ширина уплотняемой полосы b, м |
2,2 |
Рабочая скорость |
при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ; |
Толщина уплотняемого слоя , |
Неукрепленных грунтов – 0,15 |
Производительность:
ПК=146.17 8=1169 м3/см
Расчет №3:
Разработка грунта в карьере, ведется экскаваторами.
Для расчета выбираем 2 экскаватора средних характеристик:
Экскаватор ЭО-4225А
Техническая характеристика экскаватора ЭО-4225А |
|
Тип рабочего оборудования Тип ходового оборудования |
обратная лопата гусеничный |
Вместимость ковша qЭ,м3 |
1,1 |
Максимальная глубина копания НК, м |
5,1 |
Максимальная высота разгрузки НР,м
|
6,0 |
Производительность экскаватора считается по формуле:
м3/см
где
- вместимость ковша экскаватора, м3;
- продолжительность цикла, ч;
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,85);
- коэффициент разрыхления грунта =1,1 для несвязных материалов и грунтов, =1,2 для глинистых грунтов; =0,8 – при погрузке в транспортные средства; =0,7;
2) экскаватор Hyundai R-55-7
Техническая характеристика экскаватора Hyundai R-55-7 |
|
Тип рабочего оборудования Тип ходового оборудования |
обратная лопата гусеничный |
Вместимость ковша qЭ,м3 |
1,86 |
Максимальная глубина копания НК, м |
7,5 |
Максимальная высота разгрузки НР,м
|
7,0 |
Производительность:
м3/см
Расчет №4:
Подвозка грунта, идущего на насыпь, автомобилями-самосвалами.
Выбираем 2 автосамосвала средних характеристик:
Автомобиль – самосвал Камаз 5320
Техническая характеристика самосвала Камаз 5320 |
|
Грузоподъемность,
|
15,0 |
Объем
кузова
|
11,0 |
Скорость движения V км/ч |
По грунтовым и спец. дорогам – 40; по дорогам с твердым покрытием - 70 |
|
|
,
т
,
м3Производительность
ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность суглинка тяжелого– 1,42 т/м3);
L – дальность транспортировки, км
V – скорость передвижения автомобиля;
q – грузоподъемность автосамосвала;
- время погрузки автомобиля, ч ( =0,20 ч)
- время разгрузки автомобиля, ч (
=0,005
ч)
К–коэффициент использования времени – 0.85;
Т – продолжительность смены – 8 часа;
Автомобиль – самосвал Mersedes-Benz Actros 4141K:
Техническая характеристика самосвала Mersedes-Benz Actros 4141K: |
|
Грузоподъемность, , т |
30,0 |
Объем кузова , м3 |
20,0 |
Скорость движения V км/ч |
По грунтовым и спец. дорогам – 40; по дорогам с твердым покрытием - 70 |
|
|
ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность суглинка тяжелого– 1,42 т/м3);
L – дальность транспортировки, км
V – скорость передвижения автомобиля;
q – грузоподъемность автосамосвала;
- время погрузки автомобиля, ч ( =0,20 ч)
- время разгрузки автомобиля, ч ( =0,005 ч)
К–коэффициент использования времени – 0.85;
Т – продолжительность смены – 8 часа;
Расчет №5:
Разравнивание грунта бульдозером, возведение насыпи.
Для расчета выбираем 2 бульдозера средних характеристик:
Бульдозер XCMG TY230
Техническая характеристика бульдозера XCMG TY230 |
|
Длина отвала b,м |
3,725 |
Высота отвала h, м |
1,39 |
Рабочие скорости, км/ч |
=3,2; =5,9; =7,5; |
Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:
где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м3;
- время полного цикла, ч;
- коэффициент, учитывающий часть
отсыпаемого материала или грунта,
перемещаемого при разравнивании (0,6);
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
м3,
h – высота отвала бульдозера, м;
b – длина отвала бульдозера, м;
- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении ( =0,85);
ч
Расчет производительности второго бульдозера:
Техническая характеристика бульдозера Б-11 |
|
Длина отвала b,м |
3,5 |
Высота отвала h, м |
1,3 |
Рабочие скорости, км/ч |
=2,7; =5,4; =7,1; |
Производительность
где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м3;
- время полного цикла, ч;
- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
м3,
h – высота отвала бульдозера, м;
b – длина отвала бульдозера, м;
- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении ( =0,85);
ч
Расчет №6:
Уплотнение грунта насыпи
Для расчета выбираем 2 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный: Каток самоходный пневмоколесный BOMAG 124 DH-3,
Техническая характеристика катка BOMAG 124 DH-3 |
|
Масса, т |
8,8 |
Ширина уплотняемой полосы b, м: |
1.9 |
Рабочая скорость |
при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ; |
Толщина уплотняемого слоя , |
Неукрепленных грунтов – 0,15 |
Производительность катка считается по формуле:
, м3/ч
где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м;
a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);
- длина прохода, м (примем =250) м;
- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);
- затраты времени на переход к соседнему следу, ч ( =0,005 ч);
- число проходов по одному следу, =5 (при доуплотнении необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)
- рабочая скорость, =4.3 км/ч;
– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,8);
ПК=782 8=6256 м3/см
Каток самоходный пневмоколесный HAMM 6RW-18
Техническая характеристика катка HAMM 6RW-18 |
|
Масса, т |
13.6 |
Ширина уплотняемой полосы b, м |
2,2 |
Рабочая скорость |
при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ; |
Толщина уплотняемого слоя , |
Неукрепленных грунтов – 0,15 |
Производительность:
ПК=817 8=6536 м3/см
Расчет №:7:
Окончательная планировка поверхности земляного полотна.
Для расчета выбираем 2 автогрейдера средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:
Автогрейдер ДЗ-98
Техническая характеристика автогрейдер ДЗ-98 |
|
Длина отвала b,м |
2,5 |
Высота отвала h, м |
0,5 |
Рабочие скорости, км/ч |
при разравнивании – 5,0; при профилировании – 11,0;
|
Производительность автогрейдера при профилировании поверхности:
,
м2/ч
b – длина отвала;
α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;
a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;
- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=250м);
- рабочая скорость, км/ч;
- время разворота, ч (
=0,01
ч) ;
- затраты времени на переключение
передач, подъем и опускание рабочего
органа, ч (
=0,005
ч) ;
n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;
- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки ( =0,65);
- коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75) ;
- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,70);
Автогрейдер ДЗ-122A
Техническая характеристика автогрейдер ДЗ-122A |
|
Длина отвала b,м |
4,27 |
Высота отвала h, м |
0,61 |
Рабочие скорости, км/ч |
при разравнивании – 6,0; при профилировании – 15,0;
|
Производительность:
,
м2/ч
b – длина отвала;
α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;
a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;
- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=250м);
- рабочая скорость, км/ч;
- время разворота, ч ( =0,01 ч) ;
- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч ( =0,005 ч) ;
n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;
- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки ( =0,65);
- коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);
- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,70);
Расчет №:8:
Планировка откосов земляного полотна со срезкой излишнего грунта.
Для расчета выбираем 2 автогрейдера средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:
Автогрейдер ДЗ-98
Техническая характеристика автогрейдер ДЗ-98 |
|
Длина отвала b,м |
2,5 |
Высота отвала h, м |
0,5 |
Рабочие скорости, км/ч |
при разравнивании – 5,0; при профилировании – 11,0;
|
Производительность автогрейдера при профилировании поверхности:
, м2/ч
b – длина отвала;
α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;
a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;
- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=250м);
- рабочая скорость, км/ч;
- время разворота, ч ( =0,01 ч) ;
- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч ( =0,005 ч) ;
n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;
- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки ( =0,65);
- коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75) ;
- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,70);
Автогрейдер ДЗ-122A
Техническая характеристика автогрейдер ДЗ-122A |
|
Длина отвала b,м |
4,27 |
Высота отвала h, м |
0,61 |
Рабочие скорости, км/ч |
при разравнивании – 6,0; при профилировании – 15,0;
|
Производительность:
, м2/ч
b – длина отвала;
α – угол установки отвала в плане (в среднем α=500) ;
a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;
- длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=250м);
- рабочая скорость, км/ч;
- время разворота, ч ( =0,01 ч) ;
- затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч ( =0,005 ч) ;
n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;
- коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки ( =0,65);
- коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);
- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,70);
Расчет №9:
Надвижка растительного грунта на откосы.
Для расчета выбираем 2 бульдозера средних характеристик:
Бульдозер XCMG TY230
Техническая характеристика бульдозера XCMG TY230 |
|
Длина отвала b,м |
3,725 |
Высота отвала h, м |
1,39 |
Рабочие скорости, км/ч |
=3,2; =5,9; =7,5; |
Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:
где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м3;
- время полного цикла, ч;
- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
м3,
h – высота отвала бульдозера, м;
b – длина отвала бульдозера, м;
- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении ( =0,85);
ч
Расчет производительности второго бульдозера:
Техническая характеристика бульдозера Б-11 |
|
Длина отвала b,м |
3,5 |
Высота отвала h, м |
1,3 |
Рабочие скорости, км/ч |
=2,7; =5,4; =7.1; |
Производительность
где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м3;
- время полного цикла, ч;
- коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);
- коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);
– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);
– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).
м3,
h – высота отвала бульдозера, м;
b – длина отвала бульдозера, м;
- коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении ( =0,85);
ч
Из приведенных расчетов производительности темп потока определяем исходя из производительности карьерного экскаватора, как ведущей машины на потоке.
Таблица 6.1.1. Распределение объемов работ на дорогу и темп потока
-
Виды
работ
Ед.
изм.
На дорогу
(3.93 км)
На 1км
Длина
потока, м
На поток
Срезка раст. грунта
м3
29082
7400
350
2590
Уплотнение основания
м3
10375
2640
350
924
Разработка грунта в карьере
м3
72784
18520
350
6482
Планировка
верха насыпи
м2
56749
14440
350
5054
Планировка откосов
м2
16192
4120
350
1442
Таблица 6.1.2. Выбор варианта отряда на возведение насыпи
-
Наименование машины
Ед. изм.
Сменная потребность
Сменная производительность, маш/смен
Количество Маш/смен
Срезка раст. грунта
бульдозеры
а) XCMG TY230
б) Б-11
М3
2590
927,7
551,2
2590/927,7=2.79
2590/551,2=4.70
Уплотнение основания
Каток пневмоколесный
а) BOMAG 124 DH-3
б) HAMM GRW 18
М3
924
912,24
1169
924/932,24= 0.99
924/1169=0,79
Разработка грунта в карьере
экскаватор
а)ЭО-4225 А
б)Hyundai R-55-7
М3
6482
410,64
752,24
6482/410,64=15.79
6482/752,24=8.62
Подвоз грунта из карьера
автосамосвалы
а) Камаз 5320
б)Mersedes-Benz Actros 4141K
М3
6482
100
200
6482/100=64.8
6482/200=32.41
Разравнивание грунта бульдозером
а) XCMG TY230
б) Б-11
М3
6482
1804,16
700,14
6482/1804,16=3.59
6482/700,14=9.26
Уплотнение грунта насыпи
Каток пневмоколесный
а) BOMAG 124 DH-3
б) HAMM GRW 18
М3
6482
6256
6536
6482/6256=1.04
6482/6536=0,99
Окончательная планировка поверхности
автогрейдеры
а) ДЗ-98
б) ДЗ-122А
М2
5054
8325,52
20555,12
5054/8325,52=0,61
5054/20555,12=0,25
Планировка откосов
автогрейдеры
а) ДЗ-98
б) ДЗ-122А
М2
1442
8325,52
20555,12
1442/8325,52=0,17
1442/20555,12=0,07
Надвижка растительного грунта
Бульдозер
а) XCMG TY230
б) Б-11
М3
1442
927,7
700
1442/927,7=1,55
1442/700=2.06
Таблица 6.1.3. Технологическая карта устройства земляного полотна
-
номер
Источник
обоснования
норм выработки
Описание рабочих
процессов в порядке
последовательности
Ед.
изм.
Кол-во
на
захв.
Произв.
в
смену
Потреб.
маш/смен
Единиц техники
Коэф
загрузки
процесса
захватки
1
1
Расчет №1
Срезка растительного слоя бульдозером
XCMG TY230
м3
1850
972,7
2.79
3
0,93
2
2
Расчет №2
Уплотнение основания насыпи самоходным катком BOMAG 124 DH-3
м2
660
912,24
0,99
1
0.99
3
3
Расчет №3
Разработка грунта II гр. в карьере экскаватором Hyundai R-55-7
с погрузкой в автосамосвалы
м3
4630
752,24
8.62
9
0,96
4
3
Расчет №4
Транспортировка грунта автомобилями-самосвалами Mersedes-Benz Actros 4141K
м3
4630
200
32.41
33
0,98
5,7,9
3
Расчет №5
Послойное разравнивание грунтаIIгр. бульдозером XCMG TY230
м3
4630
1804,016
3.59
4
0,89
6,8,10
4
Расчет №6
Послойное уплотнение грунта катком BOMAG 124 DH-3
м3
4630
5435,76
0,99
1
0,99
11
5
Расчет №7
Окончательная планировка поверхности
автогрейдеры
ДЗ-98
м2
3600
8325,52
0,61
1
0,61
12
6
Расчет №8
Планировка откосов
автогрейдеры
ДЗ-98
м2
1030
8325,52
0,17
1
0,17
13
7
Расчет №9
Надвижка растительного грунта
Бульдозер
XCMG TY230
м3
1030
927,7
1,55
2
0,78