Расчистка дорожной полосы от кустарника.

Для срезки кустарника, деревьев лиственных пород диаметром до 20 - 25 см, а хвойных до 30 - 35 см служат кусторезы. Кусторез представляет собой навесное оборудование к гусеничному трактору 100, 250 л. с. и больше или мощному колёсному трактору. Его рабочим органом является клинообразный отвал, снабжённый в нижней части режущими ножами. При поступательном движении машины режущие ножи погружаются в стволы деревьев и перерезают их. Кусторез должен иметь хорошо заточенные ножи, так как тупой нож не срезает, а сминает кустарник.

Эффективность работы кустореза существенным образом зависит от рациональной схемы расчистки полосы и от производительности машины. Допустим, что требуется расчистить участок дороги шириной 10 м (по схеме, приведенной на рис.4.2). В данном случае лучше применить кусторез с шириной захвата 3,6 м, так как за три прохода ширина 10 м расчищается без огрехов, в то время как кусторез с шириной захвата 2,4 м потребует больше четырех проходов по ширине. Производительность кустореза определяется по формуле:

(м²/г.) (4.1.)

где b - ширина захвата кустореза, м;

V - рабочая скорость, км/ч;

Тсм. – продолжительность смены, ч;

- коэффициент использования времени (0,75-0,85);

- число поворотов в конце участка;

- длительность одного поворота в конце участка, мин (1,5 - 2,5);

- число проходов кустореза по одному следу (1-3).

Кустарник срезают кусторезом в любое время года, но лучшие условия для этой работы зимой благодаря закреплению корней и стволов кустарника в промёрзшей почве. В этих условиях ножи кустореза хорошо срезают древесную растительность за один проход. Успешно проходит срезка и в начале весны, когда снега уже мало, а земля еще не оттаяла. В весенне - летний период ножи кустореза часто заглубляются в грунт и затрудняют работу.

В летний период заросли со стволами диаметром от 4 до 15 см из таких пород, как осина, ольха, ель и береза, кусторез срезает почти полностью (до 95%) за один проход, а мелкий кустарник - только на 60 - 65 %, часть кустарника подминается гусеницами трактора и самим кусторезом. Для срезки оставшегося кустарника кусторез проходит вновь по прежнему месту только в противоположном направлении.

При малом количестве кустарник удаляют бульдозером. Технология работ по удалению кустарника бульдозером состоит из срезки кустарника при поступательном движении с заглублением ножа на 10 - 20 см, окучивания (и обволования) срезанного кустарника, удаления валов (куч) за пределы полосы и холостого хода.

Время, затрачиваемое на перечисленные операции, т. е. продолжительность одного рабочего цикла , зависит от многих факторов и прежде всего от длины пути движения бульдозера при срезке кустарника, его перемещения за пределы полосы и обратного возвращения бульдозера ( l ,м), скорости движения трактора ( v, м/мин) и времени, затрачиваемого на его поворот / , мин/, а также времени на окучивание

( , мин).

Следовательно,

, (4.2.)

Тогда производительность бульдозера составляет, га/ч:

, (4.3.)

где - коэффициент использования рабочего времени;

L - длина отвала бульдозера, м.

Время обычно менее 0,5 мин, a - определяется объёмом кустарника, подлежащего окучиванию.

Средняя производительность бульдозера, а также кустореза составляет 0,5 га/ч.

Для уборки кустарника после срезки его кусторезами иногда применяют корчеватели - собиратели. Кустарник, срезанный зимой, необходимо сгребать сразу же после срезки в большие валы или кучи, расположенные в 100 м друг от друга (в зависимости от густоты кустарника).

Сгребать кустарник лучше по радиальной схеме или челночным способом. Максимальная высота собираемой древесной массы (валов) зависит от её состава и колеблется от 1,5 до 2,2 м.

Применение корчевателя – собирателя нежелательно в летнее время, так как зубья корчевателя в этот период опускаются значительно ниже поверхности земли и срезают большой слой дерницы вместе с землей.

Удаление камней.

Уборка камней производится там, где они затрудняют разработку выемок, резервов и канав, а также под насыпями, если толщина слоя грунта над крупными камнями будет меньше 1,5 м. Если камни не будут убраны, осадка насыпи будет неравномерной.

Валуны (камни), находящиеся на поверхности земли в местах выемок и карьеров, удаляют до начала земляных работ и только в том случае, если для применяемых землеройных машин они являются негабаритными.

При меньшей толщине валуны удаляют, либо закапывают вне преде­лов подошвы насыпи на глубину не менее 0,3 м (от поверхности зем­ли). Этот способ запрещается использовать в местах устройства ос­нования под покрытия.

Крупные камни (валуны) удаляют с полосы следующими способами, в зависимости от размеров и веса камней: мелкие валуны, располо­женные на поверхности земли или несколько в нее втопленные, удаляют рыхлителями и бульдозерами; большие камни (валуны) дробят наружными зарядами на куски для удаления бульдозерами, корчевате­лями или тракторами, оборудованными цепями и специальными захва­тами и приспособлениями.

Для удаления валунов диаметром до 50 см применимы корчеватели--собиратели с широким отвалом или бульдозеры. Удаление валунов объемом до I м³ возможно лишь при помощи бульдозера. Вначале валун со всех сторон подкапывают, затем отвал упирают в верхнюю часть его, выворачивают в низовую сторону и перемещают к границе дорожной по­лосы (рис.4.3). При валунах объемом до 1,5 м³ применяют трактор и трос. Для повышения производительности трактора, применяют комби­нированный метод: корчеватели выворачивают валуны на металлические листы, которыми при помощи троса оттаскивают за пределы дорожной полосы.

Производительность корчевателя на тяжелом суглинке с тракто­ром Т-100 составляет 18 м³/ч валунов объемом каждый 0,75-2,0 м³.

Валуны объемом более 2 м³ взрывают на выброс или дробят наруж­ными зарядами с последующей уборкой бульдозером к границе полосы.

При дальности до 50 м валуны перемещают бульдозером или корче­вателем-собирателем. В случае большей дальности перемещения валуны и отдельные их куски, образовавшиеся после взрыва, собирают в куче с последующей погрузкой в транспортные средства.

Валка деревьев

Валку леса можно осуществлять двумя способами: валить деревья с корнями или спиливать. Первый способ применяют при незамерзшем грунте и если древесина не предназначена для ответственных сооружений.

Лес можно убирать в любое время года, однако качества древесины лучше, если деревья спиливают в зимнее время. В это же время облегчается проезд по грунтовым дорогам, меньше загружен транспорт по непосредственному строительству дороги.

Рис. 4.2. Очистка кусторезом участка дороги

Рис 4.3. Удаление бульдозером крупных камней: а- подкапывание; б- выворачивание; в- перемещение

В связи с этим расчист­ку дорожной полосы от леса целесообразно вести в зимнее время. С другой стороны, при зимних работах приходится оставлять пни, кото­рые выкорчевывают только летом.

Трудоемкость перечисленных работ в значительной степени зави­сит от твердости древесины, крупности и густоты леса, характера грунта и климатических условий в период производства работ (табл.4.1-табл.4.4).

Валка деревьев с корнями

Валку деревьев с корнями производят, как правило, при помощи бульдозеров (на тракторах мощностью не менее 100 л.с), корчевате­лей-собирателей и универсальных тракторных агрегатов, оборудован­ных лебедками. Валку производят с нагорной стороны в низовую. В равнинной местности деревья сваливают в сторону, обеспечивающую удобство разделки стволов и возможность движения дорожных машин по трассе (рис.4.4).

Процесс валки деревьев корчевателем-собирателем и бульдозером аналогичен, но производительность первого выше, чем второго. В слу­чае значительного объема работ применяют древовал.

Стволы деревьев диаметром до 45 см сваливают тросом, один конец которого прикрепляют к тяговому крюку трактора, а второй, снабжен­ный крюком, набрасывают на дерево и делают самозатягивающуюся петлю. Диаметр стального троса принимают равным 20-30 мм, а длину - в 3 раза больше максимальной высоты деревьев, но не менее 30 м (рис.4.5). Высота закрепления на дереве самозатягивающейся петли зависит от его диаметра:

диаметр ствола, см.до 20 до 35 более 35

высота закрепления, м 1,5 2,5 3,0

Можно также захватывать тросом сразу целую группу стволов. Ох­ватывающий деревья трос длиною не менее 100 м прикрепляют к прицеп­ному крюку трактора или наматывают на барабан тракторной лебедки.

Свободный конец троса закрепляется за прочный ствол или пень, служащий упором (рис.4,6)

Таблица 4.1

Классификация лесных массивов по группам пород деревьев в зависимости от твердости

Таблица 4.2

Классификация леса по крупности

Таблица 4.3 Классификация леса по густоте и среднему диаметру деревьев

Таблица 4.4

Ориентировочные объем* работ по расчистке местности от леса средней крупности

Спиливание деревьев

Основные технические характеристики бензомоторных пил приве­дены в табл.4.5.

Таблица 4.5 Технические характеристики бензомоторных пил

Сменная эксплуатационная выработка моторной пилы рассчиты­вается по формуле

где Тем - продолжительность смены, ч; If - средний объем спили­ваемого дерева (без сучьев), м³; Кв - внутрисменный коэффициент использования пилы ( Кв= 0,25-0,45); tц - время цикла на спиливание одного дерева, мин.

где t1 - время на подготовку дерева к спиливанию (1,5-2,0),мин; t2 - время чистого спиливания, мин;t3 - время на сталкиваниеспиленного дерева спня, мин; t4 - время перехода к следующему дереву (2), мин.

Время спиливания дерева

где F - фактическая площадь пропила, cm^j ^ - диаметр ствола дерева на высоте пня, см; <Л,,~ диаметр дерева на высоте груди , см; д₀ - коэффициент формы комля ( дo = 1,2); Л* - коэффициент, учи­тывающий увеличение площади пропила (если подпил ведут двумя рядами, то К', * У, 15); /7_7п - технически возможная выработка чистого пиления;

Рис. 4.4. Валка деревьев бульдозером

Рис. 4.5. Схема валки дерева трактором прямой тягой. I – тяговый крюк трактора; 2- трос; 3- крюк свободного конца троса, 4- самозатягивающая петля

Рис. 4.6. Схема валки деревьев трактором с тросом

где л/ - средняя мощность потребления на пиление, л.о. ( N= 0,3* Nн ); Nн - номинальная мощность двигателя пилы, л.с ; К уд -удельная работа резания, кгс/см (ель, сосна, осина - 3,5-4,5, береза, дуб, бук - 5-7); в - ширина пропила, см.

Производительность бензомоторных пил типа "Дружба" зимой достигает 85 деревьев в смену, диаметр которых в среднем состав­ляет 35-40 см. Ориентировочная производительность моторных и электрических пил приведена в табл.4.6,

Таблица 4.6 Производительность моторных и электрических пил

Необходимое число пил

где Q - объем работ по опиливанию деревьев на залесенном участ­ке трассы, м³;

g - густота леса - количество деревьев на га/10^4 , £• -длина дорожной полосы (или участка), очищаемой от деревьев, м;

3 - ширина дорожной полосы, м; I - запасная пила.

Подготовив рабочее место и определив направление падения де­рева, вальщик подпиливает (подрубает) дерево с той стороны, куда оно должно упасть. От правильности пропила зависит эффективность и безопасность валки деревьев. Правильный подруб (подпил) позво­ляет избежать зажима пилы в резе, предупреждает сколы и определя­ет направление падения дерева.

Деревья подпиливают как можно ближе к земле. Высота пня дол­жна быть не более 1/3 диаметра среза, а при валке деревьев диамет­ром меньше 30 см - не более 10 см. Если пни предполагается корче­вать, то для удобства захватывания их оставляют высотой 15-20 см.

Спиливание дерева начинают с устройства подруба (пропила), ко­торый представляет собой два прореза пилой один выше другого (рис.4.7), между которыми часть дерева вырубают топором. Глубина подруба ~ I/3-I/4 диаметра ствола, высота - 3/4 его глубины. Про­пил можно устраивать без применения топора, для чего одну плос­кость подпила делают горизонтальной, а вторую под углом 25-30° к первой.

После устройства подруба производят спиливание дерева с проти­воположной стороны путем глубокого пропила на уровне верха под­руба. У вертикально стоящих деревьев недопил при диаметре до 20см составляет I см, если диаметр более 21 см - недопил 2 см, от 41 до 60 см - он будет равен 3 см, а свыше 60 см равен 4 см. При спиливании дерева необходимо оставлять неподпиленную полоску (недопил), которая не позволит развернуться дереву вокруг продольной оси, будет препятствовать соскальзыванию его с пня.

Для валки дерева в заданном направлении бывает недостаточно только подпилить его, к стволу нужно приложить усилие, чтобы столк­нуть его с пня. Для этой цели используют валочные вилки, клинья, лопатки, гидроклинья, гидродомкраты. В процессе валки следует учи­тывать направление ветра. При зависании подпиленного дерева на вет­вях других деревьев следует соблюдать особую осторожность, так как оно в любой момент может упасть. Для ликвидации зависаний всегда следует назначать наиболее опытных рабочих. Зависшие деревья сни­мают трелевочным трактором или лебедкой.

В сильно залесенной местности обычно в зимний период спилива­ние леса организуют поточным методом. Просеку по ширине разбивают на пасеки длиной 200-400 м, располагаемые вдоль просеки. Количест­во пасек зависит от ширины просеки: при ширине просек до 25 м наз­начаю* ОДНУ пасеку, при ширине от 25 до 45 м, как правило, - две и свыше 45 ы - три.

За каждой пасекой закрепляют звено вальщиков и звено обрубщи­ков сучьев. Звенья вальщиков продвигаются одно по отношению к другому уступом на расстоянии друг от друга не менее 50 м, обес­печивающим безопасность работ по валке деревьев и обработке сучь­ев. Валку деревьев надлежит выполнять только в дневное время.

Обрубка сучьев

После валки звено рабочих обрезает сучья, производит раскряжевку (разделку на деловую древесину) на хлысты (стволы деревьев с обрубленными сучьями). Сучья обрубают как на месте производства работ, так и за пределами полосы. Сучья удаляют при помощи сучкорубных топоров и электросучкорезок.

Собирание в кучи порубочных остатков (обрубленных сучьев, вершин, срезанного кустарника) выполняют корчевателем-собирате­лем после вывозки с пасеки хлыстов. Места для укладки порубочных остатков выбирают так, чтобы кучи не мешали последующим работам по корчевке пней, вычесыванию корней и возведению земляного по­лотна. Кучи должны располагаться не ближе 8 м от стены леса.

Порубочные остатки должны вывозиться для промышленной прора­ботки или в места складирования, отведенные органами лесного хо­зяйства. Сжигание остатков на месте допускается по согласованию с лесхозом и органами пожарного надзора в установленное ими время.

Трелевка деревьев

Поваленные и очищенные от сучьев деревья перемещают за пре­делы полосы отвода или на специальные свободные и удобные для подъезда площадки, служащие временным складом. Подтягивание леса к промежуточным складам (трелевка) производится обычно волоком. Для трелевки за пределы дорожной полосы пригодны бульдозеры, корчеватели-собиратели, тракторы с пеном (стальным листом с тросом, имеющим кольцо для сцепления с трактором, а с другой стороны - чокеры (средства крепления)для захвата деревьев).

Для трелевки хлыстов на промежуточные склады рекомендуется в зависимости от сортамента леса и условий местности применять тре­левочные и гусеничные тракторы с тяговым усилием до 100 кН.

Для трелевки деревьев строят волоки - свободные полосы, пред­назначенные для перемещения трелевочного трактора. Трелевочные волоки строят, срезая заподлицо деревья, удаляя валежник, выстилая сучьями сырые и пониженные места. Кроме трелевочных, устраивают пасечные волоки, которые подготовки не требуют.

Трелевочные волоки шириной 5 м прорубают вдоль каждой пасе­ки по ее центру. Временные склады располагают вне рабочей пасеки, в пределах ранее разработанной пасеки или на свободном от леса месте (рис.4.8). На временном складе хлысты деревьев укладывают в штабеля объемом не более чем на одну лесовозную машину. Дальней­шая транспортировка леса является уже чисто заготовительной опе­рацией и не входит в число работ по расчистке дорожной полосы.

Разработку пасек следует осуществлять узкими лентами шириной 5-7 м, располагаемыми вдоль трелевочного волока или под углом к нему, равным 45-60°. В последнем случае пасеки делают шириной до 40-45 м и валку начинают от трелевочного волока до границы пасеки. Для облегчения трелевки деревья валят вершинами к направлению трелевки и к трелевочному волоку под не большим утлом к нему (рис.4.9). Расстояние трелевки хлыстов с пасеки до временного склада не должно превышать 300-500 м.

Производительность трелевочного трактора равна:

где g - рейсовая нагрузка (объем воза), м³; n - число рейсов за I час:

где Кв - коэффициент использования рабочего времени (0,75-0,90); t₇ - время чокеровки хлыстов и затягивания на щит трактора, не превышающее 3 мин; £г - время трелевки в пределах дорожной поло­сы, мин; 6j - время разгрузки (отцепка хлыстов), мин; £* - вре­мя возвращения порожняком, мин; is - время маневрирования и пере­ключения передач (0,5 мин).

Время трелевки и возвращения порожняком

где lср - среднее расстояние трелевки, м; 2//>х,1^г^- скорости трак­тора в грузовом и холостом направлениях, м/мин.

При средней скорости движения трелевочного трактора 2,5 км/ч, средней рейсовой нагрузке 7 м^э и дальности трелевки хлыстов за дорожную полосу на расстояние 70 м производительность трактора достигает П = 30 м³/ч = 203 и³/смену. Зная значение П и объем трелевочных работ, рассчитывают пот­ребность в трелевочных тракторах.

Рис. 4.7. Подруб дерева перед опиливанием: а - подпиливание одним горизонтальным резом; б- подпиливание двумя параллель­ными пропилами; в- клинообразный подпил сверху; г- клинооб­разный подпил снизу

Рис. 4.8. Схема разработки просеки: I- пасека; 2- трелевочный волок; 3- временный склад с разделкой сортиментов и погруз­кой древесины; В- ширина просеки

Рис. 4.9. Направление валки деревьев при различных вариантах трелевки: а- при разработке продольными лентами; б- при разработке лентами, расположенными под углом к волоку; Л- ширина трелевочного волока / 5м /; П- ширина пасеки; В- ширина ленты /5 - 7м

Корчевка пней.

Пни допускается оставлять в основании земляного полотна, пред­назначенного для усовершенствованных облегченных, переходных и низших типов покрытий на дорогах Ш-У категорий при насыпях более 1,5 м, а также в тех случаях, когда проектом не предусмотрена полная расчистка дорожной полосы (переходы через болота, неустой­чивые склоны и т.п.). При насыпях от 1,5 до 2 м пни должны быть срезаны вровень с землей, а при насыпи более 2 м - на высоте 10 см от земли.

Для корчевки пней применяют бульдозеры и корчеватели-собирате­ли (рис.4.10).

Производительность корчевателя-собирателя (пней/ч) с узким от­валом (1465 мм) на базе трактора мощностью 100 л.с. при корчевке пней составляет

где n - количество циклов, включающих время на операции - кор­чевку t1 , перемещение в кучи и окучивание t2, поворот t3 и движение к другому пню t4 , ч.

Значит, количество циклов должно быть не менее, циклов/ч,

Для трактора мощностью100 л.с. согласно накопленному опыту t1 + t2 + t3 + t4 = I мин. Производительность корчевателя-собирате­ля (ч) при перемещении пней за пределы полосы достигает:

где n - количество рейсов за I ч; i - количество одновременно перемещаемых пней.

Рис. 4.10. Корчевка пней бульдозером: а- нажатие отвалом на пень /диаметром до 20см /; б- подрезание корней и выворачивание пня / от 20 до 25 см/; в- первоначальный нажим отвалом на корчуемый пень /толще 25 см /; г- подрезание отвалом корней пня /толще 25 см/; д- опрокидывание пня отвалом и удаление к границе дорожной полосы

Рис. 4.11. Расчистка просеки от пней: а- с отвалом у границы; б- с отвалом в середине; I- бульдозер; 2- нераскорчеванная площадь; 3- отвал; 4- направление движения корчевателя или кустореза; 5- направление движения бульдозера

Величина

где t₁ - время окучивания (по опыту 2 мин); t 2- время движения машины в загруженном состоянии при дальности перемещения l (0,9 мин); t3 - время движения машины на холостом ходу (0,8 мин);t пов - время поворота; 1, - длина отвала корчевателя-собирателя; о' ср - средний диаметр с учетом корневой системы, см.

При скорости движения в загруженном состоянии V= 4,5км/ч и на холостом ходу V = 5,5 км/ч, длине отвала L = 147,5 см, среднем диаметре пней dср = 40 см и указанных выше значениях л средняя производительность корчевателя-собирателя по корчевке и перемещению шей составит

Производительность бульдозера в случае корчевки пней на та­ком же тракторе, т.е. мощностью 100 л.с. аналогична корчевателю-собирателю. Однако его производительность при перемещении пней почти в 1,5 раза меньше, чем корчевателя-собирателя. Длина отвала бульдозера не менее чем в 2 раза больше, чем корчевателя-собирате­ля» поэтому применение бульдозера предпочтительнее.

Пни диаметром 15-30 см в неплотном грунте обычно корчуют без остановки машины. При этом корчеватель движется от середины просе­ки к ее край под углом около 45°. Поочередными проходами то в ле­вую, то в правую сторону корчеватель постепенно очищает всю строи­тельную площадку, собирая пни к ее границам (рис.4.На).

Пни, предназначенные к сжиганию, собирают в середине просеки бульдозером, который перемещает пни к середине очищаемой полосы (рис.4.116}.

Удаление корней

После удаления пней приступают к расчистке дорожной полосы от корней. Поверхность грунтовых карьеров и боковых резервов, а также выемок очищают (вычесывают) от остатков корней деревьев прицепными и навесными рыхлителями. Наибольшей маневренностью, надежностью, меньшей металлоемкостью, обладают навесные рыхлители , смонтиро­ванные на тракторе Т-100.

Технология работ складывается из следующих операций: вычесы­вания корней с частичным рыхлении грунта на глубину Z , очистки стоек от корней и окучивания их у границ дорожной полосы.

Для хорошей очистки требуется двойной проход рыхлителя по всей ширине и длине расчищаемой площади с таким расчетом, чтобы проходы располагались под углом один к другому по зигзагообразной схеме. Рыхлители двигаются на второй передаче трактора, при ко­торой обеспечивается достаточное заглубление зубьев и хорошее вычесывание корней. Рабочим органом рыхлителя служат 3-5, реже 7 зубьев.

Площадь вычесывания одним рыхлителем (га/ч) при смешанном лесе можно определить по формуле

где l - длина вычесываемого участка, м; 3 - ширина полосы вы­чесывания за один проход рыхлителя; Zt - продолжительность цикла, включающая операции: вычесывания t1 , поворота в конце участка t пов и периодической очистки зубьев от корней t2 , т.е.

В соответствии с накопленным опытом t пов= 0,7 мин, t2 = 1,3 мин и t1=l/V при средней скорости движения рыхлителя V = 40 м/мин. Тогда при средней плотности грунтов, ширине полосы вычесы­вания B= 1,9 м размер площади вычесывания навесного рыхления не превышает F= 0,33 га/ч.

При ширине участка рыхлителя B> 4 *Rn ( Rn - радиус поворота на 180°} выработка рыхлителя с заглубленными зубьями составит

При ширине рыхления B<4*Rn c выглублением зубьев на разворо­тах

где l3 - длина пути заглубления зубьев на величину z , м ; l- длина пути рыхления полностью заглубленных зубьев, м ; t пов - время поворота с заглубленными зубьями, ч (0,3); Т см - длительность ра­бочей смены, ч; Kв - использование машины по времени (0,75-0,85); V -скорость движения трактора с навесным рыхлителем, км/ч; в - ширина захвата, м; n - число проходов по одному следу;

z- глубина рыхления, м.

Засыпка ям

После корчевки пней остаются ямы, которые подлежат засыпке. Засыпку ям производят местным грунтом, а при его нехватке при­возным, который доставляют автомобилями-самосвалами или земле­возными тележками. Разравнивание грунта в ямах осуществляют буль­дозерами. Ориентировочное количество грунта для засыпки ям приве­дено в табл.4.4. Ямы засыпают с послойным уплотнением грунта. Для уплотнения грунта применяют тяжелые катки.

После засыпки ям и вычесывания корней вся поверхность осно­вания под насыпь должна быть тщательно спланирована бульдозером или автогрейдером и тщательно уплотнена тяжелыми катками.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОКА

Машины для расчистки дорожной полосы выбирают на основе тех­нико-экономических расчетов. Зная производительность машин, мощ­ность их двигателей, расход топлива и его стоимость, количество и разряды обслуживания персонала, а также размер накладных расходов, устанавливают стоимость отдельного вида работ. Чтобы повысить про­изводительность работ и тем самым снизить их стоимость, нужно ор­ганизовать специализированный отряд /1,2,6,7,9,10-14/.

Такой отряд при средней густоте леса в течение рабочего дня требует фронта работ длиной около 1200 м с разделением дорож­ной полосы по ее ширине на пасеки. На дорогах П-Ш категорий ограни­чиваются производством работ двухпасечным способом. Большее коли­чество пасек принимают при расчистке трассы дорог I категории.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Строительство автомобильных дорог. T.I: Учебник для вузов/ Под ред. В.К.Некрасова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 416 с.

2. Руководство по сооружению земляного полотна автомобильных дорог. Минтрансстрой. - М,: Транспорт, 1982. - 160 с.

3. Инструкция по разбивочным работам при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений (ВСН 5-81) /Минавтодор РСФСР. - М.: транспорт» 1983. - 104 с.

4. СН 467-74. Строительные нормы. Нормы отвода земель для ­
автомобильных дорог. - М.: Стройиздат, 1976. - 18 с.

5. Хренов Л.С, Мепуришвили Г.Е., Недешева Л.П. Практикум по
геодезии: Учебное пособие для техникумов/ Под ред. Л.С.Хренова. -
М.: Высшая школа, 1974. - 229 с.

6. СНиП 3.06.03-85. Строительные нормы и правила. Автомобиль­ные
дороги/Госстрой СССР. - М.; ЩТП Госстроя СССР, 1986. - 112 с.

7. Строительство автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника / В.А.Бочин, М.И.Вейцман, Е.М.Зейгер и др.; Под ред. В.А.Бочина. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1975.

- 351 с.

8. Справочник техника-дорожника/Е.М.Денисов, М.С.Коганзон,С.В.Коновалов и др.; Под ред. В.К.Некрасова. - М.: Транспорт,

1978. - 424 с.

9. Вейцман М.И., Егозов В.П. Краткий справочник строителя автомобильных дорог. - 3-

10. Строительные машины. е изд., перераб. и доп. - М,: Транспорт,

1979. - 248 с.Справочник в 2-х т./ Под ред. В.А.Баумана и Ф.А.Лапира, Изд. 4-е перераб. и доп. - М, Машиностроение, 1976.-502 c.

11. Земляные работы / А.К.Рейш, А.В.Куртинов, А.П.Дегтярев и др. Под ред. А.К.Рейша.-2-е изд., перераб.и доп.-М,: Стройиздат, 1984.- 320 с. - (Справочник строителя).

12. Дегтярев А,П._, Рейш А.К., Руденский СИ, Комплексная механизация земляных работ. - 2-е изд. , перераб .и доп.-М.:СтроЙиэдат;1987.-335 с.

- 38 -

13. Полосин-Никитин СМ. Основы строительства и эксплуатации автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1979. - 248 с.

14. Митин Н.А. Таблицы для разбивки кривых на автомобильных дорогах. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1978. - 469 с.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1.СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ .........................................................3

2.АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ...............................................................3

3.РАЗБИВОЧНЫЕ РАБОТЫ ..............................................................................4

3.1. Создание геодезической разбивочной основы................................... 4

3.1.1.Закрепление вершин углов поворотов.......................................................4

3.1.2.Закрепление главных точек кривых. ..................................................... 5

3.1.3.Закрепление точек на прямых участках..................................................... 7

3.1.4. Закрепление высотных отметок трассы.,.................................................. 7

3.2. Восстановление и закрепление трассы...............................................10

3.2.1. Восстановление и закрепление полосы отвода,.................................10

3,2.2. Разбивка и закрепление круговых кривых...............................................11

3.2.2.1. Детальная разбивка горизонтальных кривых

способом прямоугольных координат........................................................... 13

3.2.2.2. Закрепление оси дороги на кривой.......................................................14

4. РАСЧИСТКА ДОРОЖНОЙ ПОЛОСЫ........................................................15

4.1.Расчистка дорожной полосы от кустарника................................................18

4.2.Удаление камней............................................................................................20

4.3.Валка деревьев................................................................................................21

4.3.1. Валка деревьев с корнями..........................................................................23

4.3.2. Опиливание деревьев............................................................................25

4.4.Обрубка сучьев...............................................................................................29

4.5.Трелевка деревьев........... ...........,,,.,........................................................29

4.6.Корчевка пней...,....,....,..,...,,,,,..,,.,,..,,.,.. ........................................................32

4.7.Удаление корней.............................................................................................34

4.8.Засыпка ям.,......,..,,.....,,...................................................................................36

5. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОКА............................................................................36

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................................................37

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ГОУВПО «ТГТУ»)

Кафедра «Автомобильные дороги, основания и фундаменты»

Возведение земляного полотна автомобильных дорог

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине

«Строительство дорог»

Для студентов специальности 291000

«Автомобильные дороги и аэродромы»

Тверь 2006

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.

На основании продольного профиля и категориипроектируемой дороги устанавливают конструкцию земляного полотна в поперечном профиле (вычерчивают все поперечные профили и составляют таб­лицу их привязки) [1,3]. Определяют пригодность местных грунтов для возведения земляного полотна (табл. 1.1.). Дают анализ клима­тических и гидрологических условий строительства.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛИЯНЫХ РАБОТ

Объемы земляных работ определяют по рабочим отметкам на основании продольного профиля и поперечных профилей земляного полотна.

Поправки на замену негодного или малопригодного грунта вводят с целью обеспечения морозоустойчивости и осушения дорож­ной конструкции. На дорогах с усовершенствованными капитальными типами дорожных покрытий земляное полотно из пылеватых грунтов и пылеватых суглинков в неблагоприятных гидрологических услови­ях в верхней части отсыпают из непылеватых и легких супесчаных грунтов. Толщину слоя устойчивых грунтов принимает равной 1.0 -1.2 м во П климатической зоне, 0.8-1.0 м -в III зоне. В выемках верхние слои пылеватого грунта до глубины не менее чем 0,8 м от бровки заменяют устойчивыми грунтами. Подсчеты объемов земляных работ сводят в ведомость по форме в табл. 2.1.

Результаты подсчета объемов земляных работ выносят на гра­фик профильных объемов (рис. 2.1.). Для этого на каждом пикете, промежуточных и нулевых точках вычерчивают ординаты, на которых откладывают в принятом масштабе (горизонтальный - 1 см соот­ветствует 50 или 100 м, вертикальный - 1 см соответствует 1000-10000 м³) значения объемов.

3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС

Сущность задачи заключается в том, что надо определить, куда и в каких объемах следует вывозить грунт, получаемый при разработке выемок, И где и в каких объемах взять грунт для отсыпки насыпей.

Таблица 1.1. Виды и разновидности глинистых грунтов по их составу и пластичности

Виды грунтов	Разновидность грунтов	Содержание песчаных частиц размером 0,05-2,0 мм, в % по массе	Число пластичности	Пригодность грунтов при сооружение земляного полотна
Супесь	Легкая крупная Легкая пылеватая Тяжелая пылеватая	>50 >50 50-20   <20		Весьма пригоден Пригоден Мало пригоден Не пригоден для верхней части зем. полотна
Суглинок	Легкий Легкий пылеватый Тяжелый Тяжелый пылеватый			Пригоден Мало пригоден Пригоден Мало пригоден
Глина	Песчаная Пылеватая   Жирная	Не нормируется		Пригоден Мало пригоден Не пригоден

Примечания. 1.Для супесей легких крупных учитывается содержание, песчаных частиц размером 2.0-0.25 мм. 2. При содержании в образце грунта - 20-50% (по массе) частиц крупнее 2 мм к названию гли­нистого грунта, устанавливаемого по таблице, добавляется слово "гравелистый" (при

Таблица 2.1. Ведомость пикетажного посчета объемов земляного полотна

На первом этапе распределение производится приближенно. Сначала устанавливают возможные источники получения грунта для насыпей. В первую очередь решают вопрос использования грунта выемок. Затем намечают боковые резервы и определяют объемы грунта, которые могут быть взяты из резервов. Для оставшихся насыпей грунт может быть получен доставкой его ив специальных грунтовых карьеров. Если в задании не указаны осложнив и объем грунтовых карьеров, то условно можно принять один грунтовый карьер на 5 км дороги на расстоянии 1-2 км от дороги.

После этого приступают ко второму этапу, на котором приб­лиженное, но принципиально решенное распределение земляных масс уточняют.

3.1. Построение кривой объемов

Задачу решают графически путем построения кривой объ­емов. Кривая объемов (рис. 3.1.) представляет собой интегральную кривую попикетного подсчета объемов земляных работ, приведенных на графике профильных объемов.

Для построения кривой объемов на миллиметровой бумаге про­водят горизонтальную линию, на которой отмечают положение всех пикетов, промежуточных и нулевых точек.

В каждой из точек вычерчивают ординаты, на которых откла­дывают в принятом масштабе алгебраические суммы объемов насыпей и выемок. Значение объемов выемок условно принимают со знаком плюс, а насыпей - со знаком минус. Соединив вершины ординат, по­лучают кривую объемов, все восходящие участки которых будут соответствовать на профиле выемкам, а нисходящие - насыпям. Максимумы и минимумы кривой объемов соответствуют нулевым точ­кам продольного профиля.

Всякая горизонтальная линия, пересекающая кривую объемов земляных масс, отсекут участок, на котором объем насыпи равен объему выемки. Это линия распределяющая. Площадь замкнутого многоугольника, ограниченная участком кривой и горизонтальной линией, показывает работу машин по продольному перемещению грунта.

Среднюю дальность перевозки грунта определяют как расстоянии но прямой между центром тяжести объемавыемки и центром тяжести объема насыпи Lн :

,

где Fн и Fв - соответственно, площади замкнутых многоугольников насыпи и выемки; Vmах- максимальная ордината замкнутого многоугольника.

Рис. 3.1. Кривая объемов

Дня нашего примера, приведенного на рис. 3.1 ( ПК 14+00-ПК17+75).

F_Н = [(691*40)+(691+2275)*60+(2275+4548)*55+(4548+103бЗ)*45+

+(1063+12004) *25] / 2 = 905517.5 м⁴ ;

Fв= [(12004+6377)*25+( 6977*75)] / 2 =973425 м⁴ ;

L_СР=905517.5/12004 + 973425/12004 = 75.4+81.09 =156.49 м.

Данные анализа кривой распределения земляных масс следует рассматривать лишь как приближенно ориентировочные, не отражаю­щие полностью действительных условий перемещения грунта, так как, во-первых, при анализе кривой допускают, что грунт переме­щают строго по прямой линии между центрами тяжести объемов. Меж­ду тем фактическая дальность возки с учетом разворотов, возмож­ности движения только по участкам не круче определенных уклонов и расположения выездов на насыпи может существенно превышать эти расстояния. Во-вторых, условия работы землеройных машин и транспортных средств, а также обеспечение водоотвода из выемки в процессе работы могут препятствовать перемещению грунта из выемки в насыпь, если выемка расположена ниже по уклону дороги по отношению к насыпи. Существенные коррективы в решения, най­денные по кривой объемов, могут вноситься также с учетом ка­чества грунтов, разрабатываемых в выемках.

3.2. Определение поправочного коэффициента

При расчетах, уточняющих распределение земляных масс, при­нимают во внимание, что плотность грунта, залегающего в естест­венном состоянии (выемки, резервы, грунтовые карьеры), отличается от плотности грунта в построенной насыпи.

Для учета переуплотнения грунта в насыпи вводят поправоч­ный коэффициент относительного уплотнения, который определяют по формуле

где - удельный вес сухого грунта, который должен быть достигнут при сооружении земляного полотна, гс/см³; -удель­ный вес сухого грунта в естественном состоянии, гс/см³. В производственных условиях и устанавливают с по­мощью лабораторных исследований. В курсовом проекте требуемую плотность грунта определяют по формуле

где К_о- коэффициент оптимального уплотнения, установленный действующими нормами [2,3] (табл. 3.1.); - удельный вес сухо­го грунта, установленный по методу стандартного уплотнения и вычисляемый по формуле

где -удельный вес частиц грунта, гс/см³; V-содержание возду­ха в долях единицы: W₀-оптимальная влажность в долях единицы.

Значения , V, W_о и плотность грунта в естественном состоянии допускается принимать по табл. 3. 2..

Для определения объемов грунта перемещаемого в насыпь, из выемки или резерва, необходимо профильные объемы насыпи умно­жить на коэффициент.

Для нашего примера на участке ПК 0+00 - ПК 5+00 грунт ос­нования представлен песком средней крупности ( W₀ =0.08 ; =2.66 гс/см³; V=0.07 г/г; =1.81 гс/см³).

Тогда. =2.66*( 1-0.07)/(1+0.08*2.66) = 2.04 гс/см³.

При K₀=0.95 =0.95*2.04 = 1.94 гс/см³ ;

=1.94/1.81=1.07.

На участке ПК 14+00 - ПК 20+00 грунт основания представлен суглинком легким ( W₀ =0.18 ; =2.70 гс/см³; V=0.05 г/г; =1.64гс/см³).

Тогда. =2.70*( 1-0.05)/(1+0.18*2.70) = 1.73 гс/см³.

При K₀=0.95 =0.95*1.73 = 1.64 гс/см³ ;

=1.64/1.64=1.00.

3.3. Проектирование резервов

Если дорогу прокладывают по малоценным землям, грунт для отсыпки насыпи можно брать из расположенных рядом с насыпью неглубоких выработок - резервов. При проектировании резервов учитывают следующие основные положения.

1. Глубина резервов должна быть не более 1.5 м и не менее 0. 3 м.

2. В зависимости от местных условий их можно располагать как с одной, так и с двух сторон дороги.

3. Ширина резерва по дну должна быть не менее 6 м, что обеспечивает удобство работы механизмов.

Таблица 3.1. Коэффициент оптимальной плотности грунта Ко

Примечания. 1.Для выемок и естественных оснований в IV-V дорожно-климатических зонах глубину расположения слоя сле­дует принимать 0.8 м.

2. Большие значения К₀ принимают при цементобетонныхпокрытиях, а также бетонных и цементно-грунтовых основаниях.

Таблица 3.2 Физические свойства грунтов

Наименование грунтов	Оптимальная влажность W0, г/г	Удельный вес частиц , гс/см3	Содержание воздуха V, г/г	Удельный вес сухого грунта в естествен-ном состоянии , гс/см3
Песок крупный Песок средний Пески мелкие и пылеватые Супеси легкие и тяжелые Суглинок легкий Супесь пылеватая, тяжелая пылеватая, легкие пылеватые луглинки Тяжелый суглинок и тяжелый пылеватый суглинок Глины пылеватые Глины жирные	0.06-0.08 0.07-0.09 0.08-0.10   0.09-0.15   0.12-0.18 0.15-0.22   0.14-0.20   0.16-0.26 0.20-0.30	2.70 2.66 2.68   2.68   2.70 2.67   2.71   2.72 2.74	0.06-0.08 0.06-0.08 0.08-0.13   0.08-0.13   0.04-0.05 0.04-0.05   0.03-0.04   0.04-0.06 0.04-0.06	1.85 1.81 1.71   1.64   1.64 1.64   1.60   1.54 1.47

4. Ширину резервов необходимо по возможности выдерживать постоянной на достаточно больших участках, так как частые изменения ширины резервов портят внешний вид дороги.

5. Поперечный уклон резерва направлен в сторону от земляного полотна и должен быть порядка 20‰.

6. При устройстве резервов шириной свыше 12 м рекомендуется делать двойной скат резерва с уклоном 20‰ к середине.

7. Минимальный продольный уклон резерва с учетом обеспечения водоотвода должен составлять 5‰.

8. Минимальное расстояние от внешней бровки резерва до границы полосы отвода должно быть 1.0м.

9. При подходе к искусственным сооружениям продольный уклон резерва следует определять с учетом горизонта высоких вод.

10. Размеры поперечного сечения резервов следует определять во всех точках перелома местности.

11. В том случае, когда насыпь полностью возводят за счет грунта резервов, объем этих резервов должен равняться объему насыпи, умноженному на коэффициент относительного уплотнения грунта насыпи Ку, по отношению к резерву.

Последовательность расчета резервов следующая:

1. На основании продольного профиля и кривой объемов устанав­ливают границы между продольной и поперечной возками, т. е. места возможного расположения резервов.

2. Оценивают пригодность грунтов резервов для использования их в теле земляного полотна.

3. Определяют уклоны местности с точки зрения возможности за­ложения резервов. При продольном уклоне менее 5‰ рекомендуется у наружного откоса по дну резерва устраивать продольную канаву с уклоном 5‰.

4. Определяют схему размещения резервов. Для этого находят вер­шины водоразделов для обеспечения водоотвода. Учитывают, что ре­зерв доводить до искусственного сооружения неследует, так как у труб дно резерва будет заполняться водой. Поэтому на подходах к искусственному сооружению устраивают водоотводную канаву глу­биной не менее 0.5 м.

5. Определяют параметры резервов. Все расчеты сводят в табл. 3.3.

Для нашего примера на участке ПК 0+00 - ПК 4+00 , где для возведения насыпей высотой до 2 м грунт можно получить из бо­ковых резервов, следует определить размеры резервов. В таком случае объем грунта, полученный в резервах (рис. 3.2) в пределах одного пикета, должен быть равен объему грунта, необходимого для отсыпки насыпи, т. е.

,

где - объем проектируемого резерва, м³; Vн - профильный объем насыпи на данном участке, м³; Ку - коэффициент уплотнения грунта в резерве. В свою очередь, площадь резервов при этих условиях

где 1р - длина резерва по обе стороны насыпи.

Рис. 3. 2. Схема к определению размеров резервов

Наибольшее количество грунта, которое может быть получено из резервов, зависит от ширины и глубины резервов. Глубина бо­ковых резервов должна быть не более 1.5 м. Ширину резервов определяют расчетом исходя из условия, что они должны быть размещены в пределах полосы отвода. При этих требованиях максимальная ширина двух резервов

,

где П - ширина полосы отвода, м; Вн - ширина подошвы отсыпаемой части насыпи, м, С - расстояние от наружной кромки откоса резерва до границы полосы отвода, которое определяется условия­ми производства работ, но не менее 1 м.

Нормы отвода земель для автомобильных дорог устанавлива­ются в соответствии с требованиями СН 467-74 [5]. По согласо­ванию с землепользователем допускается временное использование земель в период строительства, которые после рекультивации ему возвращаются. Если окажется, что грунта из боковых резервов не­достаточно для возведения насыпи, то недостающее количество мо­жно получить, путем продольного перемещения грунта из соседних или сосредоточенных резервов в стороне от трассы.

Сведения о ширине полос, отводимых для автомобильных дорог в бессрочное (постоянное) пользование, в зависимости от кате­гории дорог и конструктивных особенностей земляного полотна приведены в табл. 3.4.

Таблица 3.4 Нормы отвода земель для автомобильных дорог

Примечание: В числителе приведена ширина полосы отвода земель при высоте насыпей до 2 м и отсутствии боковых резервов, в знаменателе - с учетом устройства боковых резервов, если они явля­ются постоянным конструктивным элементом земляного полотна.

При назначении размеров боковых резервов рекомендуется сохранять постоянную их ширину на участках трассы с малоизменяющимися рабочими отметками земляного полотна. В этом случае возникает необходимость, помимо поперечного перемещения грунта бульдозерами, в продольной возке грунта скреперами из соседних резервов: В примере, чтобы сохранить постоянную ширину резерва, определяем среднее количество грунта, которое должно быть получено из резервов на каждом пикете в пределах ПК 0+00 -ПК 4+00:

Vср=(935+794+3421+872)*1.07/4 = 1611 м³.

При двухсторонних боковых резервах площадь одного резерва в пределах одного пикета.

Fр = Vср /(2*lр) = 1611/(2*100) = 8.05 м². ;

Средняя рабочая отметка насыпи в пределах указанных пике­тов Н=1.14м. С учетом понижения бровки земляного полотна за счет присыпных обочин (толщина дорожной одежды h₁=0.58 м) и возмещения толщины растительного грунта h₂=0.2 м, высота отсы­паемой части насыпи

• ⇐ Назад
• 1
• 234
• 5
• 6
• 7
• 8
• 9
• Далее ⇒