Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Устройство автомобильных дорог

Устройство автомобильных дорог



Автомобильные дороги в глубоких карьерах имеют некоторые специфические особенности. В верхней и средней зонах карьера преобладают постоянные карьерные автодороги — это дороги магистрального типа преимущественно вблизи поверхности, постоянные автомобильные съезды и дороги в капитальных траншеях. Постоянные карьерные автодороги характеризуются большой интенсивностью движения, которая при объемах перевозок 15—20 млн. т в год составляет до 5—6 тыс. автомобилей в сутки, а с увеличением объемов перевозок до 30—50 млн. т в год возрастает до 10 тыс. автомобилей в сутки. Эти дороги рассчитаны на длительный срок службы и имеют усовершенствованные покрытия. Трассы главных съездов в карьер по мере вскрытия новых горизонтов удлиняются: при средней глубине карьеров 12—15 м в год это увеличение длины составляет 200—250 м.
В нижней части карьеров, особенно при комбинированных видах транспорта, преобладают временные дороги. Если на верхних горизонтах карьера большинство дорог имеют двухполосное встречное движение, то на нижних — преимущественно однополосное одностороннее движение для грузового и порожнякового потоков. Это в большинстве случаев дороги временного характера в виде скользящих съездов, а также дороги, расположенные на транспортных бермах, на рабочих площадках и в забоях. Срок службы этих дорог часто ограничивается временем существования в рабочем состоянии двух-четырех горизонтов и перегрузочных пунктов, на которые поступает горная масса с выше и ниже расположенных горизонтов карьера. Временные автодороги непрерывно перемещаются вслед за подвиганием фронта работ и вслед за переносом перегрузочных пунктов. Из-за незначительной интенсивности движения временные автомобильные дороги имеют уменьшенные параметры по сравнению с постоянными. Они более просты по конструкции и часто не имеют усовершенствованных покрытий. Для выравнивания основания дорог (особенно при наличии скальных пород) их покрывают небольшим слоем щебня или мелкими фракциями горных пород.
Поверхность их планируется, профилируется и укатывается, в отдельных случаях обрабатывается черными вяжущими, сульфидноспиртовой бардой и другими составами. Продольные уклоны как постоянных, так и временных автомобильных дорог ограничиваются безопасными скоростями движения и условиями торможения и допускаются в грузовом направлении до 8—10 % и в порожняковом до 15 % (как исключение, на временных съездах до 20 %). В отдельных случаях при доработке месторождений известны примеры устройства автодорог для выезда на выше расположенный горизонт до 12 %. Постоянные автодороги, расположенные вблизи поверхности, должны иметь уклоны, не превышающие 7—8 %, а выезды на отвалы не круче 5—6 %. Продольные профили, как правило, имеют переменные уклоны. При совпадении с кривыми малых радиусов предельные продольные уклоны несколько уменьшаются (на 1—2 %).
При комбинированных видах транспорта, когда автомобили работают лишь в нижней зоне карьера, где и обслуживаются и ремонтируются, и когда их выезд на поверхность производится лишь в особых случаях, главным образом для исполнения крупных ремонтов, устраивают лишь один временный съезд, продольный уклон которого достигает 12 % и более.
Ширина автомобильных дорог в карьерах изменяется в зависимости от числа полос и интенсивности встречного движения, размеров автомобилей и их скоростей движения. В связи с этим для автомобилей большой грузоподъемности ширина постоянных автомобильных дорог за рубежом увеличивается до 18—20 м, а в отдельных случаях при устройстве их на выездах из карьера до 25—26 и даже 30 м (карьер Бингхем, МША). В поперечном профиле ширина проезжей части автодорог на кривых участках увеличивается. Поперечный уклон автомобильных дорог с жестким покрытием принимается не более 2 %, уклоны обочин до 4 %.
Устройство автомобильных дорог

Основные геометрические параметры автодорог для автосамосвалов отечественного производства приведены в табл. 14.
С увеличением грузоподъемности автосамосвалов повышаются требования к прочности, долговечности и эксплуатационной надежности карьерных дорог, имеющих в основном щебеночное покрытие.
Современные карьерные дороги должны обеспечивать высокую производительность (интенсивность движения) и полную безопасность эксплуатации автомобильного транспорта в условиях значительных динамических нагрузок.
Технология строительства карьерных автомобильных дорог включает следующие операции: сооружение дорожного полотна; подготовку дорожного полотна к укладке на него слоев из строительных материалов, предусмотренных конструкцией дорог; распределение строительных материалов в дорожных слоях; формирование поперечного профиля дорог; уплотнение дорожных слоев; обработку покрытия дорог вяжущими веществами.
Подготовка дорожного полотна предусматривает: разметку трассы, уборку негабаритных кусков породы, подвозку и равномерное распределение по всей поверхности дробленого материала (для ликвидации неровностей) и уплотнение материала поливкой его водой (для облегчения взаимного перемещения отдельных кусков).
На карьерах, разрабатывающих скальные породы, необходимая ровность дороги достигается укладкой и распределением на ее поверхности дробленых скальных пустых пород соответствующего гранулометрического состава.
Основными технологическими операциями при этом являются; распределение найденного расчетным путем количества щебня на поверхности проезжей части дороги и уплотнение каждого слоя.
Объем щебня (в м3), необходимого для укладки слоя дорожного покрытия, определяют по следующей формуле:
Устройство автомобильных дорог

где В — ширина проезжей части дороги, м; L — длина участка дороги, М; hпк — толщина слоя дорожного покрытия, м; kупл — коэффициент уплотнения материала.
Коэффициент уплотнения щебня из крепких пород обычно принимается равным 1,2 (в процессе производства дорожных работ этот коэффициент уточняется в соответствии со спецификой местных условий).
Для разравнивания щебня (образования слоя заданной толщина) используют бульдозеры и автогрейдеры, обеспечивающие оформление поперечного профиля проезжей части автомобильных дорог. Укладка щебня тонкими слоями производится с помощью навесных прицепных или самоходных дозирующих устройств. При этом учитывается коэффициент уплотнения укладываемого материала. Для лучшего уплотнения дорожной одежды большой толщины щебень укладывают послойно, по 15—20 см.
Необходимые прочность и долговечность дорожных одежд достигаются уплотнением слоев щебня.
На уплотнение слоев дорожной одежды, состоящих из щебня и других каменных материалов, расходуется 30—55 % всех трудовых затрат, связанных со строительством автомобильных карьерных дорог. При этом требуется приложение значительных удельных давлений. В таких случаях применяют моторные катки с жесткими вальцами.
Нижний слой уплотняют в два приема: сначала — обжимают, а затем уплотняют. Верхний слой уплотняют в три приема: обжимают, укатывают и окончательно уплотняют с расклинцовкой (рис. 11). Катки для уплотнения выбираются с учетом характеристики каменного материала и технологии (приемов) уплотнения слоев дорожной одежды.
Устройство автомобильных дорог

В начале второго приема уплотняемый слой поливают водой. Расход воды, необходимый для увлажнения всего слоя щебня, зависит от его класса и увеличивается для осадочных пород. Норма расхода воды составляет 15—25 л/м2. Затем производится расклинцовка щебня в слое. Для этого на поверхность слоя наносят клинец крупностью 10—15 мм, который заполняет пустоты между частицами щебня и расклинивает их. Рекомендуемый расход клинца составляет 1,5—2 м3/100 м2 поверхности проезжей части дороги. Для расклинцовки щебня используют тяжелые катки. Уплотнение (укатку) начинают от краев покрытия (обочин) и ведут к оси дороги (рис. 12).
Вяжущие вещества, используемые для обработки щебеночных покрытий карьерных автомобильных дорог, увеличивают сцепление между частицами материала, заполняют имеющиеся между ними пустоты, придают щебеночным покрытиям гидрофобные свойства (водоустойчивость). В карьерах дорожное покрытие такими веществами обрабатывается поливом. После этого на поверхность наносят каменную мелочь крупностью 3—5 мм в количестве 0,9—1,1 м3/100 м2 покрытия и уплотняют его тяжелыми катками.
Лучшими из органических вяжущих веществ являются: нефтяные дорожные битумы марок БН-0 и БН-1, нефтяные жидкие битумы классов А и Б (А-4, А-5, А-6, Б-5, Б-6), а также каменноугольные дегти Д-4, Д-5, Д-6. Для обработки поверхности щебеночных покрытий можно использовать также битумные эмульсии, в которых битум находится в устойчивом дисперсном состоянии благодаря введению эмульгатора. Из других вяжущих веществ на карьерах широко распространены растворы сульфидно-спиртовой барды (ССБ) различной концентрации и приготовленные на их основе эмульсии с добавлением битумов классов А-1, А-2, Б-1, Б-2, Б-4, Б-5.
Обработка автомобильных дорог вяжущими веществами осуществляется при помощи автогудронаторов, имеющих специальные устройства для подогрева их до необходимой температуры.
В глубоких карьерах капитальные траншеи и съезды строятся обычно с нежестким щебеночным покрытием, в большинстве случаев обработанным жидкими вяжущими или минеральными веществами. Расчет этих покрытий производится в следующей последовательности.
Для нежестких покрытий (покрытия из щебня) основным показателем является модуль деформации (в МПа)
Устройство автомобильных дорог

где ρ — удельная нагрузка на покрытие, МПа; Dпл — диаметр загруженной площади, см; Sпр — величина прогиба под удельной нагрузкой, см.
Расчет наиболее распространенных на карьерах дорожных одежд нежесткого типа, состоящих из основания и одного слоя щебня, основан на соблюдении равенства между эквивалентным модулем деформации принятой конструкции автодороги и требуемым модулем деформации Eтр. Последний при заданной грузонапряженности автодороги равен (в МПа):
Устройство автомобильных дорог

где λ — допускаемая относительная деформация покрытия (для щебеночного покрытия X = 0,04); Кп.в — коэффициент, учитывающий повторность воздействия и динамичность нагрузок от движения; μ — коэффициент запаса, учитывающий неоднородность условий работы дорожной одежды (для одежд с облегченным усовершенствованным покрытием μ = 1,1).
Коэффициент можно определить по следующей формуле:
Устройство автомобильных дорог

где є — коэффициент, учитывающий повторяемость нагрузок в зависимости от числа полос движения (при двухполосном движении є = 1); Nр — расчетная суточная интенсивность движения.
Эквивалентный модуль деформации (в МПа) двухслойной дорожной одежды
Устройство автомобильных дорог

где Eo — модуль деформации основания, МПа; n — число слоев дорожной одежды; hпк — толщина слоя покрытия, см:
Устройство автомобильных дорог

Е1 — модуль деформации слоя покрытия, МПа; Dкр — диаметр круга, равновеликого следу колеса рассматриваемого автомобиля, см.
Диаметр круга Для автосамосвалов БелАЗ-540 равен 61 см; БелАЗ-648 - 70 см, БелАЗ-649 - 86 см.
Толщина покрытия (в см)
Устройство автомобильных дорог

Величина модуля деформации покрытий, являющихся показателем их прочности, приведена в табл. 15.
На нижних горизонтах, состоящих из скальных пород и крепких руд, щебеночные дороги строятся более упрощенно и с меньшей толщиной дорожной одежды. Однако остается необходимым выравнивание основания, подсыпка неровностей щебнем, уплотнение катками с применением полива.
Цементно-бетонные монолитные покрытия в глубоких карьерах в последнее время в нашей стране и за рубежом применяются редко, преимущественно для постоянных магистральных дорог, расположенных в верхней зоне карьера, вблизи поверхности или на поверхности до обогатительных фабрик, складов (реже отвалов) и при большом грузообороте дорог.
Жесткое цементно-бетонное покрытие при инженерных расчетах рассматривается как упругая плита неограниченных размеров. Ограниченные размеры покрытия компенсируются необходимым утолщением плиты по краям. Толщина плиты цементно-бетонного покрытия (в см) рассчитывается по следующей формуле:
Устройство автомобильных дорог

где r — коэффициент, учитывающий влияние нагрузки от одного из колес на опорную поверхность под другим колесом данной оси; Pmax — максимальная нагрузка на ось, Н; σдоп — допускаемое напряжение в бетоне при изгибе (при марке цемента М-350 σдоп = 5 МПа).
Устройство автомобильных дорог

Добавлено Serxio 2-03-2017, 18:00 Просмотров: 2 324
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent