книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров

земляного полотна, дорожной одежды, расположение и характер дренирующих устройств, вспомогательных элементов и выработок.

Для обеспечения эффективной работы большегрузного автомо­ бильного транспорта, достижения высоких скоростей движения необходимо, чтобы постоянные магистральные дороги были проч­ ными и ровными. Эти качества их в значительной мере определяются устойчивостью земляного полотна. Земляное полотно может быть выполнено в виде насыпей, выемок или нулевых участков. Попереч­ ные профили полотна постоянных автодорог в насыпи приведены

Специфические особенности имеют профиль автодорог на карьерах нагорного типа, где транспортные бермы располагаются на косогоре.

130

или устраиваются основания ступенчатой формы (рис. 48, в, г). В большинстве случаев основание траншей планируется бульдозе­ ром до необходимой конфигурации (рис. 48, д) и ограждается от осыпей и оползней подпорной стенкой (рис. 48, е).

Ширина проезжей части автодороги устанавливается с учетом числа полос движения автомобилей, типа подвижного состава и ско­ рости движения автомобилей и определяется по формуле

пов, при определении которой помимо скорости, руководящего уклона, типа покрытия и размеров автомобиля учитывались осо­ бенности технологии транспортирования на карьерах глубинного и нагорного типа.

Рациональная ширина временных карьерных автодорог для авто­ самосвалов грузоподъемностью 27—75 т составляет 10,5—13,5 м, а для автополуприцепов грузоподъемностью 40—120 т — 10,5—15,5 м.

Требования эффективной и безопасной эксплуатации автомобилей определяют необходимость уширения проезжей части автодорог

на радиусах серпантин и круговых кривых. Величины ушпренпя в зависимости от радиуса кривых приведены на рис. 50. Как видно 'из графиков, при наиболее часто встречающихся на карьерах радиу­ сах закругления 30—50 м уширения проезжей части автодороги при разных марках автомобиля изменяются от 1 до 3,8 м.

Покрытия автодорог. Вид покрытия устанавливается в зависи­ мости от назначения дороги, срока ее эксплуатации, интенсивности движения и типа транспортных средств, особенностей грунтового основания и его водного режима, наличия местных строительных материалов.

прицепы 40, 05 и 120 т

Характеристика применяемых покрытий автодорог на рудных карьерах приведена в табл. 50.

В зависимости от прочности и долговечности покрытия разде­ ляются на жесткие и нежесткие (рис. 51).

Т а б л и ц а 47 Значения коэффициента ДВ г для автомобилей различных марок

132

Рекомендуемая ширина проезжей части двухполосыых постоянных автодорог для автосамосвалов БелАЗ, м

133

134

135

Для нежестких покрытий (покрытия из щебня) основным показа­ телем является модуль деформации Е :

где р — удельная нагрузка на покрытие; D nn — диаметр загружен­ ной площади; 5 пр — величина прогиба под удельной нагрузкой.

Расчет наиболее распространенных на карьерах дорожных одежд нежесткого типа, состоящих из основания и одного слоя щебня

Рис. 51. Дорожные покрытия:

« — нежесткое; б, в — жесткое; J — покрытие; 2 — основание; з — земляное полотно; 4 — оиочипа; 5 — дренаж ная канава

(рис. 52), основан на соблюдении равенства между эквивалентным модулем деформации принятой конструкции автодороги Е ж в и тре­ буемым модулем деформации Е т р . Последний при заданной грузона­ пряженности автодороги равен

работы дорожной одежды, для одежд с облегченными усовершенст­

136

где е — коэффициент, учитывающий повторяемость нагрузок в за­ висимости от числа полос движения (при двухполосном движении 8 = 1); Np — расчетная суточная интенсивность движения.

Эквивалентный модуль деформации двухслойной дорожной одежды

1- т ( 1- - ^ т ) агсікв Т^кр где Е 0 — модуль деформации основания; п — число слоев дорожной одежды; hnK — толщина слоя покрытия;

Рис. 52. Типичная конструкция дорожной одежды для автосамосвалов грузо­ подъемностью 27—75 т со щебеночным черным покрытием

Толщина покрытия определяется по формуле

Целесообразность устройства таких покрытий и эксплуатации большегрузных автомобилей грузоподъемностью свыше 40 т на рых­ лых породах с модулем деформации пород основания, равным 200 кгс/см2, требует экономического обоснования, так как в этом случае величина hnK при грузообороте 50 млн. т/год для автосамо­ свалов БелАЗ-549 достигает 80 см. При полускальных породах в ос­ новании (Е = 400 -г- 450 кгс/смг) толщина щебеночного покрытия существенно уменьшается и для автосамосвалов БелАЗ-540 при объемах перевозок горной массы 10—50 млн. т/год составляет 21— 34 см, для БелАЗ-548 — 25—38 см, для БелАЗ-549 — 30—45 см. Для автополуприцепов производных марок грузоподъемностью 40— 120 т толщина покрытия в этих условиях изменяется от 18 до 41 см.

К покрытиям жесткого типа относятся цементно-бетонные покры­ тия. Жесткие покрытия разрушаются вследствие растягивающих

137

напряжений при изгибе. Величина модулей деформации покрытий, являющихся показателем их прочности, приведена в табл. 51.

Т а б л я ц а 51 Расчетные модули деформации покрытий автодорог

Модуль де­

Тип покрытии Материалы покрытий формации, кгс/см2

Жесткое цементно-бетонное покрытие при инженерных расчетах рассматривается как упругая плита неограниченных размеров. Ограниченные размеры покрытия компенсируются необходимым утолщением плиты по краям. Расчет толщины плиты цементно-бетон­ ного покрытия производится по формуле

из колес на опорную поверхность под другим колесом данной оси;

автодорог на рыхлых и полускальных породах находится в пределах 28—45 см при допускаемом напряжении в бетоне 50 кгс/см2 и ис­ пользовании цемента марки М-350.

Согласно имеющимся в научной литературе данным [9], толщина бетонных плит покрытия, уложенного на глинистых грунтах в усло­ виях ИнГОКа, при марке цементаМ-350 для автосамосвалов БелАЗ-548 должна быть не менее 32 см. Напряжения, возникающие в осно­ вании автодороги с бетонным покрытием, распределяются по ширине плит на расстоянии 1,5—2 м от края при ширине полосы 5,25 м. На рис. 53 приведены графики распределения напряжений по ши­ рине полосы наката, построенные на основании данных экспери­ ментальных работ, проведенных на Ингулецком карьере; напряжѳ-

138

ния в основании бетонного покрытия толщиной 25 см фиксировались мессдозами при прохождении автосамосвалов БелАЗ-548.

Величина напряжений в основании автодороги в значительной степени зависит от длительности приложения нагрузки, определя­ емой скоростью движения автомобиля (рис. 54). С увеличением ско­ рости движения автомобиля напряжения в основании уменьшаются, причем наиболее интенсивно этот процесс происходит в интервале скоростей от 5 до 20 км/ч, когда величина напряжения уменьшается на 37%.

Продольный профиль и форма трассы карьерных автодорог. Опыт эксплуатации автомобильного транспорта на карьерах показывает, что величина уклона карьерных автодорог должна изменяться в за­ висимости от вида и типа используемого автомобиля, объемов разноса бортов карьера для сооружения транспортных коммуникаций, вы­ соты подъема горной массы, типа дорожных покрытий, интенсив­ ности движения и с учетом требований безопасности ведения работ.

Наряду с уклоном автодорог важнейшим фактором, определя­ ющим режим работы автомобиля, является форма трассы. Наиболее рациональными, удовлетворяющими условиями эксплуатации авто­ мобильного транспорта являются следующие формы трассы карьер­ ных автодорог (рис. 55):

1)непрерывная с постоянным продольным уклоном;

2)ступенчатая с горизонтальными или слабонаклонными встав­ ками (участками трассы);

3)непрерывная с переменным продольным уклоном.

В некоторых случаях трассы затяжных подъемов внутрикарьерных автодорог рекомендуется делать ступенчатыми с поочередным расположением наклонных участков и горизонтальных или слабо­

139