План лекции. 1. Разбивка трассы дороги и отдельных ее элементов на местности

1. Разбивка трассы дороги и отдельных ее элементов на местности

2. Профиль дорог в карьерах

3. Влияние состояния карьерных дорог на ТЭА

Краткое содержание лекции

Первым этапом строительства являются подготовительные работы:разбивка трассы дороги и отдельных ее элементов на местности, очистка дорожной полосы, обеспечение водоотвода. Далее следуют земляные работы: возведение и профилирование земляного полотна, устройство водоотводных сооружений, укрепление обочин и откосов.

В зависимости от типа и отметок земляного полотна, а также дальности перемещения породы земляные работы при строительстве дорог на поверхности карьеров выполняют с помощью бульдозеров, экскаваторов строительного тина, скреперов с ковшами емкостью 0—10 и⁸, прицепных и самоходных грейдеров (Д-241, Д-426, Д-559, Д-550, Д-473), колесных погрузчиков. Земляное полотно и дорожные одежды возводятся участками-захватками - длиной 250—1000 м (на косогорах 50—100 м). В период строительства карьера для сооружения земляного полотна используют породы резервов; в дальнейшем целесообразно применять породы, вывозимые из карьера. Строительство дорог в карьере осуществляют, как правило, основным карьерным оборудованием, которое может использоваться и на поверхности при больших объемах насыпей и выемок.

Требуемый продольный профиль дорог в капитальных траншеях и полутраншеях при скальных породах получают при их проведении посредством взрывания скважин переменной глубины с последующей выемкой и перемещением породы. Временные съезды шириной понизу 20—30 м сооружают в основном по взорванным породам экскаваторами с использованием автотранспорта или с частичной перевалкой породы на нижний горизонт. Узкие съезды проводят также мощными ^бульдозерами.

По техническим условиям насыпи возводят горизонтальными или слабонаклонными (до 20%) слоями с уплотненном каждого слоя для предотвращения осадок земляного полотна, вызывающих разрушение дорожного покрытия. Толщина уплотняемого слоя равна 25—50 см при работе катков массой 10—50 т и 50—110 см при использовании виброуплотняющих машин, виброкатков массой 2,5 — 3 т, трамбующих плит (на экскаваторах) массой до 2 т при падении с высоты 2 м, самоходных машин ударно-трамбующего действия. Число проходов уплотняющей машины по одному следу изменяется от четырех до десяти в зависимости от массы машин и степени связности породы. Число ударов самоходной ударной трамбовки 60—85.

Планировка откосов небольших насыпей и выемок производится планировщиками, навешиваемыми на автогрейдеры и бульдозеры, а отделка обочин — автогрейдерами.

Сооружение дорожного покрытия начинается с устройства корыта под дорожное покрытие посредством перемещения породы из-под будущего дорожного покрытия на обочины или отсыпки на обочины привозной породы. В корыто укладываются с укаткой основание, а затем слои дорожного покрытия. При гравийных и щебеночных материалах минимальная толщина слоя изменяется от 8 до 15 см соответственно при твердом и песчаном основании; при обработке органическими вяжущими путем смешения или пропитки — 4 ч/ 8 см. Асфальтобетон укладывается слоями толщиной 2—5 см, а цементобетон 18—22 см. Максимальная толщина слоя зависит от типа и мощности уплотняющих машин и обычно не более чем в 1,5 раза превышает . Цементобетонные покрытия сооружаются с помощью комплекта бетопоукладочных машин, включающего профилировщик основания, распределитель цементобетона, бетоноотделочную машину, нарезчик и заливщик швов и др. Для дорог с щебеночным покрытием широко используется щебень, получаемый путем дробления и сортировки скальных вскрышных пород (производительность применяемых при этом дробильно-сортировочных установок 10—50 м³/ч). Покрытия из каменных материалов (щебень, гравий и

др.) устраиваются методами заклинки из плотных смесей.

Метод заклинки заключается в том, что поверх укатанного основного слоя щебня размером 20—70 мм рассыпается мелкий (10—30 мм) и более прочный клинец, При последующей укатке с поливкой клинец вдавливается между более крупными частицами, расклинивая их и образуя плотную и ровную кору. Прочность покрытий, возводимых методом плотных смесей из местных материалов (мелкораздробленных скальных пород, отходов обогащения, горелых пород, гравия различной крупности и прочности с включением мелкоизмельченных и пылеватых частиц), обеспечивается заполнением мелкими фракциями оптимальной влажности промежутков между крупными частицами при укатке. Предотвращение волнистости покрытия достигается профилированием и укаткой поверхности пневматическими катками. Признаками окончания уплотнения покрытий является отсутствие заметного следа при проходе катка, не вдавливание, а раздавливание щебня под катком (при методе заклинки), полное прекращение движения волны перед катком (при методе плотных смесей).

Хотя прочность щебеночных покрытий, возводимых методом заклинки, на 20—35% больше, чей при методе плотных смесей, последний на карьерах применяется гораздо чаще вследствие меньших затрат и трудоемкости работ как при сооружении, так и ремонте покрытий.

Для получения однородных смесей необходим тщательный контроль гранулометрического состава и прочности составляющих материалов, удаление (путем грохочения) или добавка крупных фракций и связующих. Износоустойчивость покрытий резко повышается при добавлении в верхний слой смесей, обработанных черными вяжущими. Для этого грунтощебень или гравий, уложенный валиком по оси дороги, автогудронатором в несколько приемов поливается битумом с тщательным перемешиванием смеси после каждого прохода боронами или автогрейдером. После перемешивания и выравнивания смеси по всей ширине проезжей части производятся рассыпка каменной мелочи и уплотнение покрытия.

Обычно па карьерных временных дорогах с устойчивым основанием для машин грузоподъемностью менее 10 т устраивают однослойные каменные покрытия толщиной до 30—50 см, а при интенсивном движении машин грузоподъемностью 27—40 т — двухслойные толщиной до 1 м.

Содержание дорогзаключается в поддержании земляного полотна, дорожных покрытий и сооружений в состоянии, обеспечивающей безопасность движения и исключающем преждевременный износ автомобилей и дороги, Для этого с земляного полотна отводится вода, очищаются водоотводные сооружения, планируются обочины. Дорожные покрытия защищают от снега, очищают от грязи, снега, пыли и просыпей, профилируют и планируют; при щебеночном и черном покрытиях в летний период рассыпают каменные высевки, а при грунтовых и гравийных дорогах — мелкозернистый гравий или крупнозернистый песок. В зимний, весенний и осенний периоды ведут борьбу с гололедом.

Очистка дорог от снега производится с помощью бульдозеров, а также плужных и роторных снегоочистителей. Плужные одноотвальные автомобильные снегоочистители непрерывно патрулируют на дорогах в период снегопадов и метелей. Па крупных карьерах применяют плужные снегоочистители Д-180Б на базе трактора Т-100 (ширина плуга 3,5 м, с крыльями — 7,3 м) и Д-596 на двухосном тягаче МоАЗ-542 мощностью 300 л. с. (рабочая ско­рость до 20 км/ч, ширина расчистки 4 м). При толщине снежного покрова до 2 м и значительной его плотности, а также для разбрасы­вания снежных валов применяются шнекороторные снегоочистители Д-1615, Д-262м, Д-470 (на базе автотягачей МАЗ-200, ЗИЛ-151, ЗИЛ-157), расчищающие полосу шириной 1,7—3м при дальности отбрасывания основной массы снега до 20—25 м; рабочая скорость их 0,3—13,6 км/ч, транспортная скорость до 40 км/ч, производительность 600—750 т/ч. Более мощными машинами являются плужно-роторный снегоочиститель Д-382 па базе трактора Т-140 (при дальности бросания 12м производительность до 1500 т/ч) и шнекороторный снегоочиститель Д-601 с дальностью отбрасывания снега до 30 м (рабочая скорость 0,20—4 км/ч, производительность 11ОО—1500 т/ч).

Обледенение дорог ведет к 'резкому уменьшению коэффициента сцепления шин с поверхностью скользкой дороги (до 0,08—0,12), снижению скорости движения с 20—25 до 10 км/ч и производительности автотранспорта на 30—40%, увеличению стоимости перевозок на 20—30%. Особенно опасно обледенение участков дорог с уклонами более 4—5%, на кривых радиусом менее 80—100 м и пересечений дорог в связи с резким увеличением длины тормозного пути машин.

Из химических средств борьбы с гололедом используют хлористые натрий и кальций, температура замерзания водных растворов кото­рых минус 21,2 и 55° С. Целесообразно смешивать эти соли в пропорции 2: 1. Коррозирующее действие их ослабляется добавлением замедлителей — ионидов.

Тепловой метод заключается в плавлении льда теплом отработанных газов реактивных двигателей, установленных на автомобилях, Для повышения коэффициента сцепления используют фракционные материалы (песок, хвосты обогащения, шлак, каменные высевки) крупностью не более 5—8 мм. Расход их составляет 0,2—0,7 и³ на 1000 м² дорожного покрытия в зависимости от уклона и интенсивности движения.

Рассыпка фракционного материала и солей осуществляется с помощью дисковых пескоразбрасывателей (ПД-6, ПД-7, ПД-10 и др.) на базе автомобилей ГАЗ и ЗИЛ. Производительность их «о 40 тыс. м²/ч, рабочая скорость до 20 км/ч.

Очистка дорог от грязи и ее уборка в весенне-осенний период производятся автогрейдерами и бульдозерами.

Автодороги без капитальных покрытий являются основным

источником пылеобразования в карьерах, достигающего 600—900 мг/м³, что во много раз превышает санитарные нормы, а также сильно ухудшает видимость, снижает безопасность и скорость движения машин, вызывает ускоренный износ трущихся деталей, особенно двигателя (пробег до капитального ремонта уменьшается с 90—100 тыс. до 15—25 тыс. км). Способы борьбы с пылью: орошение проезжей части дорог водой, обработка щебеночных, гравийных и грунтовых дорог гигроскопическими солями и органическими вяжущими, устройство малопылящих дорожных покрытий.

Орошение дорог водой производится специальными поливо-моечными машинами (МПМ-1, ПМ-6, ЛМ-8, УК-3), оборудованными насосами для разбрызгивания воды под давлением до 4—5 кгс/см^а. Производительность машин 40—70 тыс. м^а/ч, расход воды 0,2 — 0,3 л/м³. Запыленность щебеночных дорог при орошении водой сни­жается в 6—7 раз, но действие его летом кратковременно (0,5—2 ч). Кроме того, вследствие размыва дорожного полотна образуются рытвины, вспучивания, ухудшается сцепление шин с мокрой поверхностью дороги.

Эффективна обработка дорожных покрытий реагентами, способ­ствующими увлажнению покрытий в течение длительного времени: раствором лигнина, гранулированным хлористым кальцием (расход 0,6 кг/м², снижение запыленности воздуха в 7—12 раз), лигносульфитами (например, сульфитно-спиртовой бардой но чаще 1 раза в месяц), битумными, нефтяными и другими эмульсиями (содержание битума или дегтя 1,5—5%, расход эмульсии 1,2—2 л/м^г, 10—15 поливов за сезон).

Дорожно-ремонтные работывключают текущий, средний и капи­тальный ремонт автодорог.

При капитальном ремонте восстанавливаются земляное полотно и все изношенные элементы и сооружения дороги В необходимых случаях производится повышение прочности дорожного покрытия и сооружений.

Средний ремонт дорог включает восстановление изношенного дорожного покрытия, водоотводных сооружений, укрепление обочин, приведение и порядок обстановки пути (путевых дорожных знаков, ограждений и т. п.).

К текущему ремонту относятся неотложные исправления земляного полотна, дорожного покрытия и обстановки пути, производимые систематически в течение всего года в виде планово-предупредительных ремонтов и отдельных исправлений случайных повреждений.

Необходимость проведения ремонтов устанавливается посред­ством осмотра покрытия, определения его износа и изменения ровности покрытия по показаниям толчкомера, увеличение которых и 2—3 раза по сравнению с показаниями при новом покрытии свидетельствует о необходимости усиленного текущего ремонта; дальнейшее увеличение показаний толчкомера (для капитальных покрытий — более 300 см/км, а для грунтощебоночных и гравийных — более 500—600 см/км) указывает па необходимость среднего ремонта.

При ремонте и строительстве карьерных дорог используют спе­циализированные дорожные машины и навесные приспособления к тракторам. Прицепные (Д-206, Д-241) и трехосные автогройдоры с механическим и гидравлическим управлением — легкие (до 9 т; Д-446, Д-512, Д-598), средние (9-14 т; Д-557, Д-559) и тяжелые (свыше 15 т; Д-394, Д-550, Д-473) с наибольшим заглублением лемеха 150—500 мм и мощностью двигателя 65—300 л. с. — используются для возведения земляного полотна, устройства корыта, профилирования, ремонтных работ.

Уплотнение земляного полотна и покрытий производится прицепными и самоходными (с двигателем внутреннего сгорания) катками, а также трамбовками. Распространение получили одновалъцовые (однобарабанные) и двухвальцовые катки статического действия: Д-399А (масса 9-12 т), Д-400А (10-16 т), Д-698 (13-18 т). Применяются также катки на пневмошинах: самоходные Д-627 (масса 12 т), Д-551А (40 т) и прицепные Д-263 (25 т), Д-326А (секционный, масса 45 т). Для улучшения проработки и уплотнения пород высоких насыпей иногда применяют кулачковые катки. Чтобы обеспечивалось качественное уплотнение породы без сдвига, рабочая скорость движения катка не должна превышать 1,6—2 км/ч. Лишь при заключительных проходах разрешается увеличивать скорость до 2,5—3 км/ч. Эффективно применение для уплотнения несвязных пород вибрационных самоходных катков с возмущающей силой 2,5—18 тс, у которых внутри ведущего заднего вальца размещен вибратор, приводимый в действие от двигателя катка независимо от вращения вальца.

Для перемешивания, рыхления и измельчения пород применяют дисковые бороны, дорожные фрезы, легкие прицепные кирковщики Д-162, а для равномерного рассыпания каменных материалов в ко­рыте дороги — распределители щебня Д-337 (производительность 800 м³/ч) и высевок Д-336 — навесное оборудование к автосамосвалу ЗИЛ-585 (производительность до 70—100 т/ч).

При обработке и пропитке щебеночных и гравийных дорог для перевозки и распределения по дорожному полотну черных вяжущих в горячем или холодном состоянии используют передвижные цистерны с насосами и подогревателями — автогудронаторы емкостью 3м³ (Д-141), 3,6м⁸ (Д-251), 5 м³ (Д-164А) и 7м³ (Д-640). Ширина разлива 1—7 м, норма разлива 0,5—3 л/м². Кроме того, используется прицепная большегрузная цистерна Д-351 (емкость 15 м³). При ремонте черных покрытий применяют передвижные битумные котлы (для нагрева битума), передвижные гудронаторы (для распределения битума при «ямочном ремонте» и поддержания постоянной температуры вяжущих) и гладкие катки.

Механизированная укладка плит при строительстве и ремонте сборно-разборных железобетонных покрытий осуществляется с помощью автокранов^К-32 и К-51 грузоподъемностью 3 и 5 т.

Тема 9. Технико-экономические показатели работы технологического транспорта