Строительство земляного полотна, варианты машин, расчет их производительности, определение сроков строительства

3.3 Строительство земляного полотна, варианты машин, расчет их производительности, определение сроков строительства

 

Строительство насыпи будет идти параллельно двумя путями:

1)         В части объекта, где необходимо возводить высокую насыпь, и где не хватает местного грунта из выемки, насыпь возводится послойным разравниванием бульдозером. Ведущая машина – экскаватор, работающий в карьере на добыче грунта.

2)         В другой части объекта, где грунта выемки хватает на создание насыпи, используем грунт, получаемый при разработке корыта бульдозером. Ведущая машина здесь – бульдозер.

Здесь же отметим, что, так как насыпь возводится из суглинка тяжелого пылеватого, который плохо подходит для возведения насыпей, следовательно грунт необходимо укреплять вяжущими, или вводить примесь другого грунта. Но так как эта задача в данной курсовой работе не ставилась, ограничимся лишь примерным способом ее решения.

Операция №4: Первая необходимая здесь операция: доуплотнение основания после снятия растительного грунта катками.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

При помощи графика распределения земляных масс определим, на какой длине строящейся улицы необходимо использовать привозной грунт, а на какой местный:

На протяжении участка м, на возведение насыпи хватает местного грунта, на оставшейся же части строящейся улицы длиной м местного грунта не хватает, и на строительство насыпи здесь необходимо привлекать экскаваторный отряд и использовать привозной грунт из карьера.

·          При возведении насыпи из привозного грунта на участке длиной м необходимо доуплотнение по всей ширине улицы, толщину уплотнения  при этом примем 0,15м

м³;

·          При возведении насыпи из местного грунта на участке улицы длиной м, доуплотнению подвергаются только газоны (шириной м) и разделительные полосы (шириной м), чтобы не затруднять работу бульдозера при последующей разработке корыта. Толщина уплотнения  м

 м³;

 м³/см;

 м³/см;

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 12,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

, м³/ч

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,25 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =6 (при доуплотнении необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

65,25м³/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,8т;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

156,75м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,20 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

;

На части объекта длиной м, необходимо создание насыпи до отметки дна корыта (при строительстве насыпи на данном участке, создание присыпного корыта будет более целесообразно, чем врезного) из привозного грунта.

Объем работ для этой операции - =12067,3 м³

Операция №5: Разработка грунта в карьере, ведется экскаваторами.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

 м³/см

Для расчета выбираем 3 экскаватора средних характеристик:

1) Экскаватор АТЭК-851, имеющий следующие технические характеристики:

·          Тип ходового оборудования: пневмоколесный;

·          Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

·          Вместимость ковша q_Э,м³ – 0,8;

·          Максимальная глубина копания Н_К, м – 5,26;

·          Максимальный радиус: копания R_K, м –8,28; разгрузки R_P, м – 7,4;

·          Максимальная высота разгрузки Н_Р, м – 7,43

Производительность бульдозера считается по формуле:

где  - вместимость ковша экскаватора, м³;

 - продолжительность цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

 - коэффициент разрыхления грунта =1,1 для несвязных материалов и грунтов, =1,2 для глинистых грунтов; =0,7 – при погрузке в транспортные средства; =0,6;

2) Экскаватор ЭО-4225А, имеющий следующие технические характеристики:

·          Тип ходового оборудования: пневмоколесный;

·          Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

·          Вместимость ковша ,м³ – 1,42;

·           Максимальная глубина копания Н_к, м – 6,3;

·          Максимальный радиус: копания R_K, м –8,0; разгрузки R_P, м – 7,3;

·          Максимальная высота разгрузки Н_р, м – 6,5

Производительность:

3) Экскаватор R924, имеющий следующие технические характеристики:

·          Тип ходового оборудования: гусеничный;

·          Тип рабочего оборудования: обратная лопата;

·          Вместимость ковша ,м³ – 2;

·          Максимальная глубина копания Н_к, м – 7,6;

·          Максимальный радиус: копания R_K, м – 10,6; разгрузки R_P, м – 9,3;

·          Максимальная высота разгрузки Н_р, м –7,2;

Производительность:

Находим максимальный сменный объем для экскаватора R924, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

Операция №6: Транспортировка грунта, идущего на насыпь, автомобилями-самосвалами. Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

 м³/см.

Выбираем 3 автосамосвала средних характеристик:

1) Автомобиль – самосвал МАЗ – 5551, имеющий следующие технические характеристики:

·          Грузоподъемность, , т: 10;

·          Объем кузова , м³: 5,5

·          Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам – 28; по дорогам с твердым покрытием - 40

Производительность

 , где

 - грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность суглинка тяжелого– 1,42 т/м³);

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

 - время погрузки автомобиля, ч (=0,20 ч)

 - время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

 м³/ч,

2) Автомобиль – самосвал Камаз-65115: имеющий следующие технические характеристики:

·          Грузоподъемность, , т: 15

·          Объем кузова , м³: 10,5

·          Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –30; по дорогам с твердым покрытием – 45;

 - грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,42 т/м³);

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

 - время погрузки автомобиля, ч (=0,27 ч)

 - время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

 м³/ч,

3) Автомобиль – самосвал МАЗ-551603-023: имеющий следующие технические характеристики:

·          Грузоподъемность, , т: 20

·          Объем кузова , м³: 12,5

·          Скорость движения V км/ч : по грунтовым и специальным дорогам –35; по дорогам с твердым покрытием –50;

 - грузоподъемность автомобиля-самосвала, т

ρ - плотность материала или грунта (насыпная плотность растительного грунта – 1,42 т/м³);

L – дальность транспортировки, км

V – скорость движения, км/ч

 - время погрузки автомобиля, ч (=0,35 ч)

 - время разгрузки автомобиля, ч (=0,005 ч)

К_в – коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

К_т – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,7);

 м³/ч,

Находим максимальный сменный объем для автомобиля-самосвала МАЗ-551603-023, имеющего самую большую производительность

 м³/см

Находим приращение:

Операция №7: Разравнивание грунта бульдозером, возведение насыпи.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

;

 м³/см

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:
1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,84

·          Высота отвала h, м: 1,05

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

, м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,52

·          Высота отвала h, м: 1,52

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 3,94

·          Высота отвала h, м: 1,4

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность

 м³/см

Находим приращение:

Операция №8: Уплотнение грунта насыпи

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

,

где - объем грунта насыпи, который подлежит уплотнению, на участке длиной 334,5 м, шириной м и на глубину 0,15 м.

=2684,36м³

 м³/см;

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 12,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

Где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,25 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =8 (данные о количестве проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

48,93 м³/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,8т;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

117,34м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

На части объекта длинойм насыпь создается из грунта, получаемого при разработке врезного корыта для дорожной одежды.

Операция №9: Разработка корыта бульдозером, совершается продольными проходами.

На части объекта, где используется привозной грунт, целесообразнее использовать присыпное корыто, поэтому бульдозер будет вести разработку корыта только в местах, где образуется выемка

Найдем минимальный сменный объем, который равен объему получившейся выемки: =12890,9 м³

 

,

где  м³;

 м³/см;

Работа при разработке корыта будет организована следующим образом: бульдозер совершает продольные проходы длиной = 80м (расстояние между соседними валами грунта, которые образовываются при этой операции) с рабочей скоростью, зарезая грунт по всей длине прохода (80м). Так как проходы совершаются с некоторым отступлением друг от друга, будут образовываться стенки, препятствующие потере грунта при его перемещении на нужную длину. В некоторых местах требуемая глубина разработки превышает предельную для бульдозера примерно в 2 раза. Следовательно, необходимо 2 прохода по каждой полосе. Чтобы бульдозер при этом зарезал только необходимую часть грунта, ему необходимо работать по некоторому уклону, который обеспечиваем с помощью привлечения новейших технических средств (навигация по лазерному лучу, и т.п.)

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:

1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,84

·          Высота отвала h, м: 1,05

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

При разработке грунта:

 

, м³/ч,

Где b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰…60⁰);

 - толщина снимаемого слоя грунта, м;

 - скорость зарезания грунта, км/ч;

 - коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

 - коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=314,74 м³/ч

Работа ведется в 2 прохода:  м³/ч

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,52

·          Высота отвала h, м: 1,52

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при разработке грунта:

 

, м³/ч,

Где b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰…60⁰);

 - толщина снимаемого слоя грунта, м;

 - скорость зарезания грунта, км/ч;

 - коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

 - коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=279,28м³/ч

 м³/ч

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 3,94

·          Высота отвала h, м: 1,4

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при разработке грунта:

 

, м³/ч, где

b – длина отвала бульдозера, м;

α – угол установки отвала в плане , град (α=50⁰…60⁰);

 - толщина снимаемого слоя грунта, м;

 - скорость зарезания грунта, км/ч;

 - коэффициент потерь времени на холостой ход при разворотах и переключении передач (=0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (1,0);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,70).

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

 - коэффициент разрыхления грунта =1,1 для песчаных грунтов, =1,2 для глинистых грунтов;

=509,42м³/ч

 м³/ч

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

Операция №10: Перемещение и разравнивание грунта на газоне и разделительной полосе (длина перемещения – полуширина газона или разделительной полосы)

Найдем минимальный сменный объем, который равен объему получившейся выемки: =12890,9 м³

,

где  м³;

 м³/см;

Для расчета выбираем 3 бульдозера средних характеристик:

1) Т-4АП2, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,84

·          Высота отвала h, м: 1,05

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Общую часовую производительность для этой операции рассчитаем, исходя из следующего принципа: бульдозер должен успеть разровнять такое же количество грунта, сколько он переместит на газон.

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

 

, м³/ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³:

 м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние  равно полуширине газона

м

, ч

 ч

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

 м³/ч

 

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

 

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

, м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час, т.е. совместим 2 операции в одну и посчитаем для нее производительность:

 - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

 :

=0,554 часа; = м³/ч

=29 м³/ч грунта

2)ДЗ-186, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 2,52

·          Высота отвала h, м: 1,52

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,0; =6,0; =7,5;

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

, м³/ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³:

 м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

Расстояние  равно полуширине газона

м

, ч

 ч

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

 м³/ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

 

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

 - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,56 часа; = м³/ч

=53,7 м³/ч грунта

3) Т-50.01, имеющий следующие технические характеристики:

·          Длина отвала b,м: 3,94

·          Высота отвала h, м: 1,4

·          Рабочие скорости, км/ч: =3,5; =12,0; =14,2;

Производительность бульдозера при перемещении грунта:

 

, м³/ч,

где q - объем грунта перемещаемого перед отвалом, м³:

 м³

t_ц – время полного цикла, ч

, ч,

, ч

 равно полуширине газона

м

, ч

 ч

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85)

 м³/ч

Производительность бульдозера при разравнивании грунта вычисляется по формуле:

 

, м³/ч

где q – объем материала, перемещаемого бульдозерным отвалом, м³;

 - время полного цикла, ч;

 - коэффициент, учитывающий часть отсыпаемого материала или грунта, перемещаемого при разравнивании (0,6);

 - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (0,65);

– коэффициент использования внутрисменного времени (0,75);

– коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (0,60).

 м³,

h – высота отвала бульдозера, м;

b – длина отвала бульдозера, м;

 - коэффициент, учитывающий потери материала или грунта при перемещении (=0,85);

, ч

, ч

, ч

 ч

Рассчитав производительность бульдозера в час при перемещении и разравнивании грунта в отдельности, рассчитаем, сколько бульдозер может переместить, а потом разровнять это количество грунта, уложившись в час:

 - время, за которое перемещается грунт (доли часа);

1- - время, за которое разравнивается грунт (доли часа);

Исходя из этого, из составленного уравнения, находим

:

=0,57 часа; = м³/ч

=74,76 м³/ч грунта

Находим максимальный сменный объем для бульдозера Т-50.01, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

Операция №11: Уплотнение грунта на газоне и разделительной полосе.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

 м³/см

где - объем грунта насыпи из местного грунта, (будет распределен на участке длиной 1665,5 м, шириной (2*8+6) м; глубину уплотнения  примем 0,15 м) который подлежит уплотнению,

м³,

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 12,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =8 (данные о количестве проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

48,93 м³/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,8т;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

117,34м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

Операция №:12: Профилирование поперечного профиля в красных линиях.

Исходя из директивных сроков строительства, определяем минимальный сменный объем:

Определяем минимальный сменный объем работ для данной операции:

, м²/см

Где  - площадь профилируемой поверхности, при длине улицы 2000м и ширине 53,5м,  = 107000 м², так как создать поперечный профиль, обеспечивающий требуемый уклон для отвода воды, необходимо по всей длине улицы на каждом ее элементе.

Для получения возможности провести оптимизацию в программе «Оптима», необходимо привести объем работ от квадратных метров к кубическим.

Рабочий орган автогрейдера при профилировании заглубляется в слой материала на  = 0,1 - 0,15м, исходя из этого, вносим коррективы в минимальный сменный объем работ:

, м³/см

Для расчета выбираем 3 автогрейдера средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Автогрейдер ДЗ-80 обладающий следующими характеристиками:

·          Длина отвала b, м: 3,04 м

·          Высота отвала h, м: 0,5 м

·          Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании – 4,8; при профилировании – 10,0;

Производительность автогрейдера при профилировании поверхности:

, м²/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м²/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м³/ч

2) Автогрейдер ДЗ-180А, обладающий следующими характеристиками:

·          Длина отвала b, м: 3,74;

·          Высота отвала h, м: 0,62;

·          Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м²/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м²/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м³/ч

3) Автогрейдер ДЗ-98В, обладающий следующими характеристиками:

·          Длина отвала b, м:4,27;

·          Высота отвала h, м: 0,71;

·          Рабочая скорость , км/ч: при разравнивании –5,0; при профилировании – 12,0;

Производительность:

, м²/ч

b – длина отвала;

α – угол установки отвала в плане (в среднем α=50⁰) ;

a – величина перекрытия следа, м (a=0,5 м) ;

 - длина прохода, принимается равной длине захватки, м (примем=100м);

 - рабочая скорость, км/ч;

 - время разворота, ч (=0,01 ч) ;

 - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание рабочего органа, ч (=0,005 ч) ;

n – число проходов по одному следу (n=3…4) ;

 - коэффициент, учитывающий группу материала или грунта по трудности разработки (=0,65);

 - коэффициент использования внутрисменного времени (=0,75) ;

 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (=0,70);

 м²/ч

Приводим производительность к кубическим метрам:

 м³/ч

Находим максимальный сменный объем для автогрейдера ДЗ-98В, имеющего самую большую производительность:

 м³/см

Находим приращение:

Операция №13: Доуплотнение грунта земляного полотна. Заключительная для данного этапа строительства операция, проводится по всей ширине улицы.

Исходя из директивных сроков строительства, находим минимальный сменный объем:

 м³/см

где - объем грунта насыпи, который подлежит уплотнению: по всей длине улицы - 2000м, на всю ее ширину –53,5м и на глубину =0,15

м³

Для расчета выбираем 3 катка средних характеристик и принимаем из них наиболее выгодный:

1) Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) ДУ – 65, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 12,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,7;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – 4,0; ДСМ: - 8,0 ;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,25; несвязных – 0,3; ДСМ укрепленных – 0,25; неукрепленных – 0,15;

Производительность катка считается по формуле:

,

где b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,7;

a - ширина перекрытия следа, м (примем a=0,25м);

- длина прохода, м (примем =80) м;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- затраты времени на переход к соседнему следу, ч (=0,005 ч);

- число проходов по одному следу, =6 (при доуплотнении необходимо принять число проходов равное 70% от числа проходов при уплотнении, данные по которому приведены в учебнике Тулаева «Строительство городских улиц и дорог», часть 1, таблица 11.3)

- рабочая скорость, =4 км/ч;

– коэффициент использования внутрисменного времени ( =0,75);

 – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной ( =0,75);

62,25 м³/ч

2). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) BOMAG BW 16R, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,0;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,98;

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 8,0; ДСМ: - до 12,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,15; несвязных – 0,20; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,98;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =8,0 км/ч;

3). Каток самоходный пневмоколесный (4 + 4) HAMM GRW 10, обладающий следующими техническими характеристиками:

·          Масса, т: 8,8т;

·          Ширина уплотняемой полосы b, м: 1,74

·          Рабочая скорость  при уплотнении, км/ч: грунтов – до 14,0; ДСМ: - до 20,0;

·          Толщина уплотняемого слоя , м: грунтов связных – 0,20; несвязных – 0,25; ДСМ укрепленных – 0,20; неукрепленных – 0,15;

Производительность:

157,15м³/ч

По сравнению с расчетом предыдущего катка изменятся следующие характеристики:

b – ширина уплотняемой полосы за один проход, м: 1,74;

- толщина уплотняемого слоя в плотном теле, (примем =0,15 м);

- рабочая скорость, =14,0 км/ч;

Находим максимальный сменный объем для катка самоходного пневмоколесного (4 + 4) HAMM GRW 10, имеющего самую большую производительность:

м³/см

Находим приращение: