Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра автомобильных дорог

(наименование кафедры)

Окулов Евгений Андреевич

(фамилия, имя, отчество студента)

Факультет

СФ

курс

III

группа

6

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине

Технология и организация строительства

автомобильных дорог

На тему

Возведение земляного полотна

(наименование темы)

автомобильных дорог

Руководитель проекта

ассистент

Патарушина А.А.

(должность)

(подпись)

(И.,О., фамилия)

Проект допущен к защите

(подпись руководителя)

(дата)

Решением комиссии от «

»

2008 г.

признать, что проект

выполнен и защищён с оценкой

Члены комиссии

(должность)

(подпись)

(И.,О., фамилия)

Архангельск

2008

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………....3

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ПРОЕКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ………………………….4

   1. Экономическая характеристика района проложения трассы………………...4

   2. Природно-климатическая характеристика района……………………………4

      1. Климатическая характеристика…………………………………………..4

      2. Рельеф и растительность………………………………………………….6

      3. Грунтово-гидрологическая характеристика……………………………..6

   3. Основные технические параметры автомобильной дороги…………………..7

   4. Расчёт периодов распутицы……………………………………………………..8

   5. Расчёт продолжительности сроков строительства…………………………….9

2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ……………………………………………….12

   1. Восстановление и закрепление трассы…………………………………….…12

   2. Прорубка трассы…………………………………………………………...…..12

   3. Корчёвка пней и снятие растительного слоя………………………………...16

   4. Устройство водоотвода……………………………………………………...…19

   5. Уплотнение основания земляного полотна…………………………………...20

3. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ…………………………………………………..………....22

   1. Определение пригодности грунтов для возведения земляного полотна…..22

   2. Распределение земляных масс…………………………….………………….22

   3. Определение средней дальности перемещения грунта…………………..…23

      1. Расчёт средней дальности поперечного перемещения грунта при возведении насыпей из боковых резервов……………………………..…23

      2. Расчёт дальности транспортирования грунта при возведении земляного полотна из привозного грунта………………………………...24

   4. Выбор ведущих машин для производства земляных работ……………...…25

      1. Комплектование состава отряда для работ по возведению земляного полотна из боковых резервов……………………………………………...26

      2. Комплектование состава отряда для работ по возведению насыпи из привозного грунта………………………………………………………….28

      3. Комплектование состава отряда для работ по возведению земляного полотна на болоте с полной выторфовкой……………………………….31

      4. Комплектование состава отряда для работ по перемещению грунта выемки в кавальер………………………………………………………….33

   5. Расчёт оптимального состава дорожных машин для одного из видов земляных работ с применением ЭВМ………………………………………...34

4. ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ………………………………………………………….38

5. СОСТАВЛЕНИЕ КАЛЕНДАРНОГО ГРАФИКА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ…40

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ СТОИМОСТИ РАБОТ……………………………….41

7. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ……………………………………………...43

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...……………………………..44

ПРИЛОЖЕНИЯ:

1. Продольный профиль участка а/дороги из КП №1 по проектированию

2. Дорожно-климатический график

3. Ведомость расчёта объёма земляных работ

4. Поперечные профили

5. План полосы отвода

6. График распределения земляных масс

7. Технологические схемы производства работ

8. Календарный график производства работ

1 ВВЕДЕНИЕ

Земляное полотно - одно из самых важнейших и дорогостоящих элементов автомобильной дороги. Правильная организация строительства земляного полотна приведёт к уменьшению сроков строительства, повышению коэффициентов использования строительной техники, стоимости строительства, правильности функционирования и долговечности дороги в целом.

Технология и организация строительства земляного полотна должны быть разработаны таким образом, чтобы обеспечить его достаточную прочность при эксплуатации дорог и гарантировать надёжность их работы в любое время года при любых климатических условиях.

В данной работе будут рассмотрены методы, сроки и машины для возведения земляного полотна с наименьшими затратами и наибольшей эффективностью.

1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ПРОЕКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Экономическая характеристика района проложения трассы

Свердловская область расположена на территории Среднего и Северного Урала в четвертом временном поясе и занимает площадь 194,3 тыс. кв. км, что составляет 1,1 % от территории Российской Федерации.

Численность - населения по состоянию на 1.01.99г. составила 4646,4 тыс. человек, в том числе городского 4064,8 тыс. человек и сельского 515,6 тыс. человек, причем северные, северо-восточные и горные районы освоены слабо, плотность жителей здесь составляет до 1 человека на 1 кв. км.

Административный центр Свердловской области - г. Екатеринбург. Всего к группам по ГО отнесены 12 городов, причем 2 из них к первой группе, остальные - к 3.

Область богата различными природно-сырьевыми ресурсами: железная и медная руды, золото, платина, бокситы, никель, асбест, тальк, уголь, торф, нерудные строительные материалы.

Это определяет особенность ее экономики - высокоразвитый металлургический промышленный комплекс и слаборазвитое сельскохозяйственное производство.

2. Природно-климатическая характеристика района

1.2.1 Климатическая характеристика

Район проектирования трассы находится во II-ой дорожно-климатической зоне. Климат умеренно-континентальный.

Среднегодовая температура 1,2 ^оС.

Средние температуры по месяцам сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 – Средние температуры по месяцам

Мес.	I	II	III	IV	V	VI	VII	VII	IX	X	XI	XII
t, ˚С	-15,3	-13,4	-7,3	2,6	10,1	15,6	17,4	15,1	9,2	1,3	-7,1	-13,3

На основании таблицы 1.1 построен дорожно-климатический график, приведённый в приложении 1.

Абсолютные температуры: t˚_max = 38^оС, t˚_min = -43^оС.

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца 22,9С.

Средняя температура наиболее холодного месяца -20С .

Высота снежного покрова 1,10 метра.

Среднее количество осадков (смешанных) 565 мм.

Среднемесячная относительная влажность воздуха в 13 часов:

• наиболее холодного месяца – 77%;

• наиболее жаркого месяца – 54%.

Направления и скорости господствующих ветров сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Направления и скорости господствующих ветров

Месяц	Январь									Июль
Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С		СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повтор-ть, %	7	5	4	18	11	19	30	6	15		12	6	11	10	11	18	17
Скорость, м/с	3,4	3,1	3,1	3,3	2,6	3,9	5,0	4,1	4,0		3,4	2,7	3,0	2,5	2,7	4,0	4,0

По данным таблицы 1.2 построены розы ветров для января (рисунок 1.1) и июля (рисунок 1.2), и определены господствующие направления ветров.

Рисунок 1.1 – Роза ветров за январь Рисунок 1.2 – Роза ветров за июль

Для рассматриваемого района зимой преобладают ветры западного направления, а в летний период – западного и северо-западного направления.

1.2.2 Рельеф и растительность

Территория, на которой проектируется дорога, представляет собой холмистую местность, относящуюся к II категории. Для такой местности характерны: отдельные невысокие холмы, котловины, пологие водоразделы, редкие овраги. Вдоль всего района пролегает болото-исток реки Островчица. Имеется болото 2-го типа, мощность слоя на котором до 1,90 м.

1.2.3 Грунтово-гидрологическая характеристика

В результате гидрогеологической разведки вдоль трассы была составлена таблица 1.3, отражающая геологическую обстановку в районе пролегания проектируемой дороги.

Таблица 1.3

Тип грунта	Мощность слоя по пикетам, м.
	ПК 0	ПК 8	ПК 16	ПК 24	ПК 27+65	ПК 32
Растительный слой	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Супесь пылеватая	-	-	2,6	2,9	0,7	-
Суглинок лёгкий	1,5	1,3	1,1	1,0	1,8	1,9
Глина	2,0	1,8	0,5	0,7	1,2	1,9

Под растительным слоем располагаются:

1. Суглинок лёгкий. Согласно приложению 3 [1], устойчивый грунт для сухих районов строительства. Предпочтителен для всех видов сооружений; суглинистый грунт трудно поддается смешению с песком; при смешении с песком повышает свою устойчивость.

2. Супесь пылеватая. Согласно приложению 3 [1], типичный пучинистый грунт; при насыщении водой легко переходит в плывуны с резким снижением несущей способности. Непригоден к использованию в дорожных сооружениях.

3. Основные технические параметры автомобильной дороги

Автомобильные дороги IV категории – это дороги республиканского, областного (краевого) значения (не отнесённые к I-б, II и III категориям), дороги местного значения. Они соединяют районные центры между собой при перспективной численности населения до 25 тысяч человек, центральные усадьбы с дорогами общего пользования, а также замкнутую сеть дорог.

Рекомендованная протяжённость – до 10 км.

Тип дорожной одежды – капитальный.

Для категории IV в соответствии со СниП 2.05.02-85* (изм. 2005) назначаются следующие значения технических параметров.

Для удобства восприятия они сведены в таблицу 1.4.

Таблица 1.4 – Технические параметры а/дороги IV категории

Наименование технического параметра	Ед.изм.	Значение
Число полос движения	шт.	2
Ширина полосы движения	м.	3
Ширина проезжей части	м.	6
Ширина земного полотна	м.	10
Ширина обочины	м.	2
Полоса с укреплением каменными материалами	м.	1,5
Полоса с укреплением засевом трав	м.	0,5
Расчетная скорость (на трудных участках)	м/с	80(60)
Наибольший продольный уклон	‰	60
Наименьшее расстояние видимости:
-для остановки	м	150
-встречного автомобиля	м	250
Наименьший радиус кривых:
а) в плане	м	300
б) в продольном профиле:
-выпуклых	м	5000
-вогнутых	м	2000

П оперечный профиль автомобильной дороги IV категории представлен на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Поперечный профиль а/дороги IV категории

4. Расчёт периодов распутицы

Строительство участка автомобильной дороги ведётся поточным методом специализированными дорожными отрядами на подготовительных работах, строительстве искусственных сооружений, возведении земляного полотна, устройстве дорожной одежды, обустройстве дороги.

Сроки развёртывания дорожно-строительных работ устанавливаются в соответствии с дорожно-климатическим графиком (приложение 1). Продолжительность строительного сезона для отдельных видов работ определяется с учётом периодов весенней и осенней распутицы и среднесуточной температуры воздуха.

Время начала и окончания весенней распутицы определяется по формуле:

; (1.1)

, (1.2)

где – дата перехода температур воздуха через в весенний период, ( );

– климатический коэффициент, характеризующий скорость оттаивания грунта, (для условий Свердловской области принимается ).

_{Начало весенней распутицы:} (9 апреля);

Конец весенней распутицы: (25 апреля).

_{Время осенней распутицы определяется следующим образом: за начало осенней распутицы} принимается переход температуры воздуха через , что соответствует 1 октября. Соответственно – окончание осенней распутицы – переход через – 20 октября.

5. Расчёт продолжительности сроков строительства

Возведение земляного полотна осуществляется в строгой технологической последовательности в соответствии с климатическими условиями региона строительства.

Продолжительность строительного сезона для производства отдельных видов работ в заданном районе определяется по среднесуточной температуре воздуха. Учитывая, что протяженность заданного в курсовом проекте участка дороги незначительная и срок выполнения работ составляет один – два месяца, рекомендуется назначать производство работ в летний период. В этом случае продолжительность выполнения земляных работ можно определить по формуле:

, (1.3)

где – число календарных дней в строительном сезоне,

;

– число выходных и праздничных дней за период, ;

– число нерабочих дней (простои) по климатическим условиям; принимают от , ;

– число нерабочих дней (простои) для ремонта машин и оборудования; принимают от , ;

– число нерабочих дней по организационным причинам, .

.

Зная расчетную продолжительность производства земляных работ, определяем длину захватки, и сменный объем земляных работ, .

(1.4)

(1.5)

где – длина строящегося участка дороги, ;

– общий объем земляных работ,

(приложение 3)

Объем выторфовки определяем по формуле:

(1.6)

- средняя площадь поперечного сечения,

(1.7)

– расстояние межу смежными точками,

– ширина земляного полотна,

– средняя рабочая отметка между смежными точками,

– средняя глубина болота между ближайшими точками,

– коэффициент заложения откосов.

(1.8)

_{Коэффициент бокового расширения} 1,15

Данные по выторфовке и засыпке после выторфовки представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Ведомость объемов выторфовки и засыпки после выторфовки

9+30	2,05		1,50	0,00
		2,16			0,40	5,293	10	52,930	60,870
9+40	2,26			0,80
		2,62			1,23	17,055	60	1023,304	1176,799
10+00	2,97			1,65
		3,12			1,60	23,476	40	939,040	1079,896
10+40	3,26			1,55
		3,16			1,58	23,204	10	232,037	266,842
10+50	3,05			1,60
		2,81			1,75	24,863	50	1243,156	1429,630
11+00	2,56			1,90
		2,53			1,85	25,507	30	765,206	879,987
11+30	2,49			1,80
		2,40			1,55	21,068	50	1053,419	1211,432
11+80	2,30			1,30
		2,13			0,65	8,577	20	171,535	197,265
12+00	1,96			0,00
								5480,627	6302,721

,

.

2 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

До начала строительства земляного полотна автодороги необходимо выполнить ряд подготовительных работ:

• восстановление и закрепление трассы;

• прорубка трассы;

• корчёвка пней и снятие растительного слоя;

• устройство водоотвода.

2.1 Восстановление и закрепление трассы

Работы по восстановлению и закреплению трассы обычно выполняют бригадой 4 человека, состоящей из геодезиста 5-го разряда, пикетажиста 4-го разряда, двух дорожных рабочих 3-го разряда.

2.2 Прорубка трассы

До расчета объема работ по прорубке трассы установлены границы полосы отвода (в соответствии с требованиями СН 467-74), в зависимости от высоты насыпи, категории дороги, условий видимости на участках проходящих через лесные массивы, а также принятых поперечных профилей земляного полотна. Увеличению границы полосы отвода может способствовать использование грунта боковых резервов, где по данным геологического разреза продольного профиля притрассовым грунтом является суглинок лёгкий, из которой возможно возведение земляного полотна насыпи в сухих районах строительства, т.е. в первом типе местности по увлажнению.

На своём протяжении трасса проходит через леса следующих по густоте и крупности типов:

• лес крупный редкий;

• лес мелкий редкий;

• лес средний густой;

В тех местах, где дорога пересекает лесной массив, для обеспечения видимости необходимо, чтобы расстояние от кромки проезжей части до границы леса было не менее 15 м. для дороги данной категории (IV). Следовательно, ширина полосы отвода будет составлять в таких местах не менее чем:

Прорубка трассы осуществляется поточным методом, с учетом последовательности выполнения работ:

1. валка леса;

2. трелевка;

3. обрубка сучьев;

4. раскряжевка и окучивание (складирование) древесины.

Расчеты сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Положение участков, покрытых лесом и их площади в полосе отвода

№	Пикет		Протяженность,	Ширина,	Площадь леса, , по критериям крупности
	от	до			Крупный редкий	Средний густой	Мелкий редкий
1	0+00	5+50	550	36	1,980
	5+50	8+30	280	54	1,512
2	12+00	17+80	580	36			2,088
3	19+00	27+70	870	36		3,132
4	28+40	32+00	360	36			1,296
				Итого:	3,492	3,132	3,384
				Итого:	10,008

На основание таблицы 2.1 произведен расчет объема древесины, полученной с 1 леса различной густоты и крупности. Расчеты сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Объём полученной древесины с леса различной густоты и крупности

		Крупный редкий		Средний густой		Мелкий редкий	Итого
Выход древесины в с полосы отвода	Всего		314,3		563,8	236,9	1115,0
	Деловой		279,4		485,5	203,1	968,0
	Дровяной		34,9		78,3	33,8	147,0

Для выполнения работ по прорубке трассы необходимо определить число смен работы механизмов и численность рабочих.

Комплектование бригады проводится в соответствии с нормами выработки и расценками (приложение 5, таблица 1 [1]). Расчёты сведены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Ведомость комплектования бригады по прорубке трассы

Работы по прорубке трассы	Объем работ, м^3			Норма выработки, м^3				Трудозатраты, маш.-см.
	К	С	М		К	С	М		К	С	М
1. Валка леса бензопилами МП–5, «УРАЛ» при работе в одиночку с гидроклином:	314,3	563,8	236,9		94	81	69		3,3	7,0	3,4
2. Трелевка леса на расстояние до 300 м тракторами ТДТ–55, ТДТ-55А-13	314,3	563,8	236,9		78	72	64		4,0	7,8	3,7
3.Обрубка, сбор и сжигание сучьев вручную, ЛП-30	314,3	563,8	236,9		18,3	16,3	13,9		17,2	34,6	17,0
4.Раскряжевка хлыстов бензомоторными пилами МП – 5, «УРАЛ»
Деловые сортименты средней длины:	279,4	485,5	203,1		90	78	68		3,1	6,2	3,0
Дрова средней длины:	34,9	78,3	33,8		172	142	128		0,2	0,6	0,3
5. Складирование раскряжованой древесины	314,3	563,8	236,9		21	21	20		15,0	26,8	11,8

В качестве ведущей машины в бригаде по прорубке трассы принимается трелевочный трактор, обслуживаемый трактористом и чокеровщиком. Время необходимое для выполнения работ по прорубке определяется по числу машино-смен работы трелевочного трактора.

В моём проекте для выполнения всего объема работ трактором ТДТ-55 необходимо

Для определения числа рабочих, занятых на отдельных операциях по прорубке трассы, следует общие трудозатраты по различным видам работ, разделить на число дней работ ведущей машины. Например, число рабочих в звене по обрубке сучьев составит человек.

Следовательно, для обеспечения поточного метода работы по прорубке трассы звено обрубщиков сучьев должно составлять 5 человек.

При определении общего числа рабочих в специализированной бригаде по прорубке трассы учитываются все рабочие, как механизаторы, так и вспомогательный персонал (приложение 5, таблица 2 [1]). Расчёт сведён в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Состав комплексной бригады по прорубке трассы

Состав бригады	Разряд	Число рабочих	Механизмы и оборудование	Количество, шт.
Вальщик леса (в одиночку)	6	1	Бензопилы МП-5 «УРАЛ»	1
Тракторист на трелевке и вывозке леса	6	1	Трактор ТДТ-55	1
Обрубщик сучьев	3	5	-	-
Разметчик (раскряжевщик)	4	1	Бензопилы МП-5 «УРАЛ»	1
Рабочие по окучиванию раскряжеванной древесины	3	4	-	-
Всего	-	12	-	-

Расчёт стоимости по прорубке трассы приведён в таблице 2.5

Таблица 2.5 – Стоимость работ на прорубку трассы

Наименование работы	Число рабочих	Разряд	Стоимость, маш./часа	Тарифная часовая ставка, руб./час	Общая стоимость работ, руб.
Валка леса	1	6	-	94,61
Трелевка	1	6	442,47	-
Обрубка сучьев	5	3	-	62,55
Раскряжевка	1	4	-	70,43
Складирование древесины	4	3	-	62,55
Итого:						149818,88