2.2 Визначення основних параметрів технології будівництва дренажу

2.2.1 Визначення середніх відстаней транспортування матеріалів для влаштування дренажної конструкції

Середню відстань транспортування матеріалів для влаштування дренажної конструкції визначають для розрахунку продуктивності автомобілів, оскільки транспортні операції не нормуються за ДБН РЕКН [2, 3, 4, 5]. Для визначення середньої відстані транспортування матеріалів необхідно накреслити схему будівництва ділянки автомобільної дороги з визначенням розміщення кар’єрів, баз, складів та інших постачальників матеріалів. Схему будівництва креслять схематично (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Схема будівництва

При постачанні з бази декількох видів матеріалів визначають одну середню дальність транспортування.

Загальну середню дальність транспортування при обслуговуванні ділянки одним кар’єром (базою), розміщеним за межами ділянки будівництва (рис. 2.2), визначають як

, (2.6)

де L – довжина ділянки будівництва згідно з завданням.

Рисунок 2.2 – Визначення середньої дальності транспортування при обслуговуванні ділянки будівництва одним кар’єром (базою) (кар’єр розміщений за межами ділянки будівництва)

Загальну середню дальність транспортування при обслуговуванні ділянки одним кар’єром (базою), розміщеним у межах ділянки будівництва (рис. 2.3), визначають як

. (2.7)

Рисунок 2.3 – Визначення середньої дальності транспортування при обслуговуванні ділянки будівництва одним кар’єром (базою) (кар’єр розміщений у межах ділянки будівництва)

Результати розрахунків заносять у табл. 2.8.

Приклад 2.2

Побудуємо схему будівництва згідно із завданням:

Рисунок 2.4 – Схема будівництва

Відповідно до завдання середня відстань транспортування води, труб, бетонної суміші становить L_сер³= 5 км (5000 м).

Середню відстань транспортування матеріалів із щебеневого кар’єру розрахуємо за формулою 2.7:

Середню відстань транспортування матеріалів із піщаного кар’єру розрахуємо за формулою 2.6:

2.2.2 Визначення продуктивності транспортних машин

Для транспортування матеріалів, необхідних при влаштуванні дренажної конструкції, використовуються автосамоскиди різних марок. При виконанні курсового проекту необхідно обрати для кожного місця, з якого транспортуються матеріали (кар’єр, база, склад тощо), марку автосамоскида та розрахувати для обраних марок продуктивності в т/зм та м³/зм. Результати розрахунків заносять у табл. 2.8.

Продуктивність автосамоскида визначають за формулою:

, (2.8)

де Q_АС – місткість кузова або вантажопідйомність автосамоскида (табл. 2.3);

V_тр. – швидкість транспортування (табл. 2.2), км/год;

k_в – коефіцієнт використання автосамоскида в часі, складає 0,85;

k_вп – коефіцієнт використання вантажопідйомності, складає 1,0;

t_нр – час на навантаження та розвантаження автосамоскида, складає 0,2 год; час на навантаження та розвантаження автосамоскида для транспортування цементобетонної суміші складає для автосамоскида вантажопідйомністю 5 т – 0,20 год., 8 т – 0,25 год., 10-12 т – 0,32 год.

Таблиця 2.2 – Середня швидкість руху автосамоскида

№ п/п	Відстань транспортування, км	Середня швидкість руху автосамоскида, км/год., вантажопідйомністю, т
		до 2,5	2,5-5,0	5-10	10
1	1	24/15	28/20	24/18	22/16
2	5	32/20	40/27	36/24	28/21
3	10	40/27	48/32	40/25	36/27

Примітка. У чисельнику – швидкість руху по твердому покриттю та сухій дорозі, в знаменнику – швидкість руху по ґрунтових та зруйнованих дорогах.

Таблиця 2.3 – Технічні характеристики автосамоскидів

Назва машини	Марка	Технічна характеристика
		Вантажо-підйомність, кг	Швидк., км/год	Місткість кузова, м3 (нар борт)
Автосамоскид	УАЗ-1501	800	110	1,9
	ГАЗ-САЗ-3512	1265	120
	ЗИЛ-ММЗ-2502	2500	80
	МАЗ-5516	16500	88	10,5
	КрАЗ-65034	18000	72	12
	АЛЬТКАМ-6550	20000	80	13
	КамАЗ-6520	21000	80	12
	МЗКТ-6515	21000	80	12
	МЗКТ-75165	24500	70	16,5
	НефАЗ-9509	28500	80	18,5
	ЗИЛ-ММЗ-49521	5000	60	8
	ЗИЛ-3513	6000	90	5,3
	КамАЗ-55102	7000	80	7,9(15,8)
	УРАЛ-5557	7000	75	8,8(17,5)
	КамАЗ-4510	7000	80	7,9(15,8)
	УРАЛ-5557-10	7225	70	8,8(17,5)
	УРАЛ-55571-10	7225	70	7,1
	ЗИЛ-ММЗ-4508-03	7500	95	5,3
	УРАЛ-5557-31	8000	80	8,8(17,5)
	МАЗ-5551	10000	83	5,5
	ЗИЛ-ММЗ-4520	10000	85	7
	КамАЗ-55118	10000	90	7,2
	УРАЛ-55571-30	10000	75	6,2(7,1)
	КамАЗ-МСК	11475	75
	КамАЗ-55111	13000	90	6,6
	КрАЗ-6510	15000	80	8

Приклад 2.3

Призначимо для кожного місця транспортування матеріалів марку автосамоскида та розрахуємо для обраних марок продуктивності в т/зм та м³/зм.

Призначені марки автосамоскидів:

1. для щебеневого кар’єру – МАЗ-5516;

2. для піщаного кар’єру – КрАЗ-65034;

3. для складу – КамАЗ-55102.

Визначимо продуктивності автосамоскидів за формулою 2.8:

1) ;

;

2) ;

;

3) ;

.

2.2.3 Визначення основних параметрів технології будівництва дренажу та потреби в матеріалах

2.2.3.1 Визначення обсягів робіт

Згідно з вихідними даними розраховуються основні параметри для дренажної конструкції, влаштування якої передбачається на ділянці дороги. На їх основі буде визначатися потреба у матеріалах, трудових і технічних ресурсах, необхідних для будівництва.

Перед початком розрахунків необхідно накреслити у довільному масштабі поперечний переріз обсипки поздовжньої трубчатої дрени (як показано на рис. 2.5).

Рисунок 2.5 – Схема поперечного перерізу дренажної обсипки

При виконанні даного курсового проекту величина В_Н приймається рівною двом зовнішнім діаметрам труби. Глибина канави h_К дорівнює її ширині по низу В_Н. Закладення укосів канави складає 1:1.

Далі визначаються параметри, які будуть використані як об’єми робіт при знаходженні необхідної кількості матеріалів, затрат труда робітників, будівельників, часу роботи машин і механізмів у подальших розрахунках.

При влаштуванні поздовжнього дренажу мілкого закладання із азбоцементних труб діаметром умовного проходу 100 мм або із дренажних трубофільтрів зовнішнім діаметром 100 мм визначаються наступні параметри:

Для поздовжнього дренажу мілкого закладання:

• загальна довжина дренажу мілкого закладання L_д, м – дорівнює довжині ділянки при односкатному поперечному профілі та двом довжинам ділянки – при двоскатному;

• кількість ланок труб N_т з урахуванням зазору 15 см для муфт, шт.:

при двоскатному профілі

(2.9)

при односкатному профілі

(2.10)

де L_д^’ – половина загальної довжини дренажу при двоскатному профілі, м;

l_т – довжина ланки труби, м (табл. 2.4-2.6);

• кількість муфт N_м – на одну менше, ніж труб при односкатному профілі і на дві – при двоскатному;

• площа поперечного перерізу обсипки S_об, м²:

(2.11)

Таблиця 2.4 – Параметри дренажних трубофільтрів

Внутрішній діаметр, мм	500	300	100	50
Зовнішній діаметр, мм	780	470	170	100
Довжина, мм	1000	1000	500	500
Маса, кг	338,0	123,0	8,0	3,5

Таблиця 2.5 – Параметри азбоцементних дренажних труб

Діаметр умовного проходу, мм	400	300	100
Довжина, мм	3950	3950	2950
Маса, кг	160	99	18

Таблиця 2.6 – Параметри поліхлорвінілових дренажних труб в бухтах

Зовнішній діаметр, мм	90	110
Маса 1 погонного метра, кг	0,5	0,72
Довжина труби в бухті, м	100	70
Маса бухти, кг	50	50,4

Для скидів води з поздовжнього дренажу:

• довжина одного скиду L_ск, м - визначається з використанням схеми, де зображено поперечний профіль земляного полотна із дренажною конструкцією та план ділянки, а також геометричних формул. Приклад зображення поперечного профілю та плану ділянки показано на рис. 2.6.

• кількість скидів N_ск, шт.:

(2.12)

де а – відстань між скидами згідно з завданням, м.

Рисунок 2.6 – Схема поперечного профілю та плану дренажної конструкції

При побудові рис. 2.6 слід враховувати, що кут нахилу скиду до дрени в залежності від поздовжнього похилу дренажної труби становить:

≤20%о – 90˚;

40%о – 80˚;

60%о – 70˚;

80%о – 60˚.

Для підстильного шару основи з піску:

• об’єм піщаного шару V_п, м³ – добуток довжини ділянки, товщини та ширини піщаного шару, який влаштовується на ширину шару основи (див. табл.2.7 та рис. 2.6).

При влаштуванні поздовжнього дренажу мілкого закладання із азбоцементних труб діаметром умовного проходу 300 мм визначаються наступні параметри:

Для поздовжнього дренажу мілкого закладання:

• загальна довжина дренажу мілкого закладання L_д, м – дорівнює довжині ділянки при односкатному поперечному профілі та двом довжинам ділянки – при двоскатному;

• об’єм ґрунту канави V_гр, м³:

(2.13)

• площа дна канави S_к, м²:

(2.14)

• об’єм основи з щебеню товщиною 0,05 м на всю ширину дна канави V_ощ, м³:

(2.15)

• кількість ланок труб N_т з урахуванням зазору 15 см для муфт, шт. (за формулою 2.9 або 2.10);

• кількість муфт N_м – на одну менше, ніж труб при односкатному профілі і на дві – при двоскатному;

• площа поперечного перерізу обсипки S_об, м² (за формулою 2.11);

• об’єм обсипки V_об, м³:

(2.16)

Для скидів води з поздовжнього дренажу:

• довжина одного скиду L_ск, м (аналогічно попередньому випадку);

• об’єм канави для одного скиду V_ск, м³ (форма канави приймається такою ж, як і для поздовжнього дренажу мілкого закладання):

(2.17)

• кількість скидів N_ск, шт. (за формулою 2.12);

• площа дна канави одного скиду S_ск, м²:

(2.18)

• об’єм ущільненого ґрунту дна канави товщиною 0,2 м на всю ширину дна канави для одного скиду V_д.ск, м³:

(2.19)

Для підстильного шару основи з піску:

• об’єм піщаного шару V_п, м³ – добуток довжини ділянки, товщини та ширини піщаного шару, який влаштовується на ширину шару основи (див. табл.2.7 та рис. 2.6).

При влаштуванні поздовжнього дренажу мілкого закладання із поліхлорвінілових дренажних труб зовнішнім діаметром 110 мм визначаються наступні параметри:

Для поздовжнього дренажу мілкого закладання:

• загальна довжина дренажу мілкого закладання L_д, м – дорівнює довжині ділянки при односкатному поперечному профілі та двом довжинам ділянки – при двоскатному;

• об’єм ґрунту канави V_гр, м³ (за формулою 2.13);

• площа дна канави S_к, м² (за формулою 2.14);

• кількість бухт з трубами, необхідних для влаштування дренажу N_б, шт.;

• площа поперечного перерізу обсипки S_об, м² (за формулою 2.11);

• об’єм обсипки V_об, м³ (за формулою 2.16);

• об’єм ущільненого ґрунту дна канави товщиною 0,2 м на всю ширину дна канави V_д, м³:

(2.20)

Для скидів води з поздовжнього дренажу:

• довжина одного скиду L_ск, (аналогічно попереднім двом випадкам);

• кількість скидів N_ск, шт. (за формулою 2.12).

Для підстильного шару основи з піску:

• об’єм піщаного шару V_п, м³ – добуток довжини ділянки, товщини та ширини піщаного шару, який влаштовується на ширину шару основи (див. табл.2.7 та рис. 2.6).

Таблиця 2.7 – Параметри поперечного профілю автомобільних доріг [1]

Ч. ч.	Показник	Одиниці вимірю-вання	Категорії доріг
			I-а	І-б	II	III	IV	V
1	Кількість смуг руху	шт.	4; 6; 8	4; 6	2	2	2	1
2	Ширина смуги руху	м	3,75	3,75	3,75	3,5	3,0	-
3	Ширина проїзної частини	м	2 ·7,5, 2 ·11,25, 2 ·15,0	2 ·7,5, 2 ·11,25	7,5	7,0	6,0	4,50
4	Ширина узбіччя, в тому числі:	м	3,75	3,75	3,75	2,5	2,0	1,75
	- ширина зупинкової смуги разом з укріпленою смугою узбіччя;	м	2,5	2,5	2,5	-	-	-
Продовження таблиці 2.7
	- ширина укріпленої смуги узбіччя	м	0,75	0,75	0,75	0,5	0,5	*)
5	Найменша ширина розділювальної смуги	м	6,0	6,0	-	-	-	-
6	Ширина укріпленої смуги на розділювальній смузі	м	1,0	1,0	-	-	-	-
7	Найменша ширина земляного полотна	м	28,5; 36,0; 43,5	28,5 36,0	15,0	12,0	10,0	8,0

Приклад 2.4

Згідно з вихідними даними розрахуємо основні параметри для дренажної конструкції, влаштування якої передбачається на ділянці дороги.

Накреслимо поперечний переріз обсипки поздовжньої трубчатої дрени:

Рисунок 2.7 – Схема поперечного перерізу дренажної обсипки

Згідно із завданням передбачається влаштування дренажу мілкого закладання із азбоцементних труб діаметром умовного проходу 100 мм: