Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд (стр. 1 из 4)
Федеральное агентство по образованию
Братский Целлюлозно-бумажный колледж
Государственного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
«Братский государственный университет»
Контрольная работа № 1
По дисциплине Транспорт леса
Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд
2009г
Содержание
I. Теоретическая часть
1.1 Естественные каменные и другие дорожно-строительные материалы
1.2 Отделка и обустройство дорог
1.3 Технический контроль на строительстве лесовозных дорог. Сдача и приемка дорог в эксплуатацию
1.4 Требования к лесным дорогам
1.5 Экологические и эстетические аспекты проектирования строительства и эксплуатации дорог
II. Расчетная часть. Конструирование и расчет нежестких дорожных одежд
2.1 Методика расчета дорожной одежды на прочность
2.2 Методика расчета нежесткой дорожной одежды по сдвигу
Введение
Транспорт леса – это технологический процесс перемещения по лесным дорогам и дорогам общего пользования лесных грузов от мест их погрузки на тяговый или прицепной состав до мест доставки потребителю.
Эффективная работа лесного комплекса, в который входят лесохозяйственные, лесозаготовительные лесоперерабатывающие предприятия, невозможна без развитой сети лесных дорог. Повышение плотности дорожной сети в лесном комплексе позволяет снизить затраты на заготовку лесной продукции, повысить продуктивность леса, обеспечить выполнение лесовосстановительных работ, проведение рубок ухода и санитарных рубок, а так же улучшить условия охраны леса от вредителей и пожаров.
I. Теоретическая часть
1.1 Естественные каменные и другие дорожно-строительные материалы
В основу классификации дорожно-строительных материалов (ДСМ) положен технологический признак, представляющий вид сырья, из которого изготовлены материалы или приемы, обеспечивающие получение материала. На базе этого ДСМ делят на следующие группы: грунты, естественные каменные материалы, вяжущие материалы, бетон, железобетонные изделия, лесные материалы, стальной прокат, полимерные материалы, искусственные каменные материалы (щебень) и химические реагенты.
Естественные каменные материалы
В значительных количествах на строительстве дорог используют песок, песчано-гравийные смеси и гравий. Характерной особенностью, которых является большая объемная масса. Поэтому строители с целью удешевления стоимости строительства, стремятся, как можно шире использовать местные строительные материалы. В зимний период в качестве дорожно-строительных материалов используют снег, снеголед, и лед. Материалы, привозимые издалека, называются привозными – гранитная щебенка и др.
Все ДСМ имеют разные физические, механические и химические свойства, физические свойства, которые должны отвечать требованиям ГОСТов или ведомственных ТУ (местные материалы).
Удельная масса – масса единицы объема не считая пор. Для ее определения необходимо массу сухого материала Q разделить на абсолютный объем Vа, занимаемый материалом Q = j/Vа
Удельная масса – каменных материалов составляет 2200-3300 кг/м3, органических (дерево, битум и т. д), 900-1600 кг/м3 , черных металлов 7250-7850 кг/м3.
Объемная масса YYо – это масса единицы объема материала в естественном состоянии. Ее определяют по формуле Yо= Q/V; Для большинства ДСМ объемная масса меньше - удельной. Для щебня насыпного Yо- 1500-1800 кг/м3 , а удельная масса 3000 кг/м3. Абсолютные плотные (безвоздушных пор и прослоек) vатериалы: металл, битумы, жидкости имеют равные объемные и удельные массы Y=Yо. У некоторых ДСМ объемная масса тесно связана с влажностью – дерево, песок и т.д.
Влажность W – есть отношение массы воды, содержащейся в материале к массе сухого материала.
W = (100 (Qв – Qс))/Qс
Где Qв – масса, образца в естественном состоянии; Qс - масса образца в абсолютно сухом состоянии.
Влажность материала колеблется в широких пределах. Влажность камня 0.5-1%; а торфа от 86-96%. То есть в верховых торфах малой степени разложения содержится всего 4% абсолютно сухого вещества.
Пористость - степень заточения объема материала порами. Определяется по формуле:
П = Vп/V = (V-Vа)/V = (Y-Yо)/Y = (1–Yо)/Y; где
Vп – объем пор в образце материала; Vа – объем твердых частиц.
Пористость может быть выражена в процентах:
П = (100 (1- Yо))/V;
Пористость значительно варьирует, для песка она составляет 35-45, а для торфа доходит до 90%.
Песок (ГОСТ 8736-85) – предназначен для бетона, строительных растворов, балластного слоя железнодорожного пути и строительства автомобильных дорог (для сооружения земляного полотна, подстилающего и балластного слоя, в качестве заполнителя для бетонов и в качестве добавок в материалы оснований и покрытий дорожных одежд). Крупность его может быть до 5 мм.
По модулю крупности песок разделяется на крупный – более 2,5, средний - 2,5-2,0, мелкий - 2,0-1,5 и очень мелкий – 1,5-1,0.Модуль крупности определяется по формуле:
Где А2,5; А1,25; А063; А0315; А014 – полные остатки на сите с круглыми отверстиями d 2.5мм. и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315; 014.
Пески так же разделяются по способность пропускать воду на хорошо фильтрующие – коэффициент фильтрации 6-10 м/сут., среднефильтрующие – 3-6 м/сут. и слабофильтрующие – 1-3 м/сут.
Гравийные материалы – это рыхлые природные скопления более или менее скатанных обломков горных пород и минералов различного размера. В горном деле и промышленности строительных материалов фракции размером (мм) до 5 относят к пескам, 5-70 - к гравию, крупнее 70 - к валунам. Различают гравийсортовой, оптимальнуюгравийнуюсмесь и песчано-гравийныйматериал. Сортовой гравий (ГОСТ 8268-82) получают рассевом природных песчано-гравийных смесей; предназначен для армированного и неармированного бетона, балластного слоя железнодорожного пути, строительства автомобильных дорог и других строительных работ. Качество гравия характеризуется маркой по дробимости (Др8, Др12, Др16), истираемости (И-I, И-II, И-III, И-IV), сопротивлению удару на копре ПМ (У75, У50, У10) и морозостойкостью (Мрз 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300).
Оптимальная гравийная смесь (ОГС) – это смесь частиц гравия, песка, пыли и глины в таком соотношении, которое обеспечивает максимальную плотность и прочность возможную для этого материала. ОГС в природе встречается редко и такую смесь чаще создают путем отгрохотки ненужных крупных частиц или перемешиванием двух материалов. Песчано-гравийный материал. К песчано-гравийному сырью относят смеси, содержащие не менее 10% гравийных фракций и не менее 5% песчаных. К пескам относят смеси с содержанием гравийных фракций до 10%, а к гравию (галечнику) - с содержанием песка от 5 до 90%. Широко распространен во многих лесных районах. Составляющие песчано-гравийных материалов используются на предприятиях строительных индустрии. После фракционирования, дробления песчано-гравийные материалы применяют в строительном производстве, в качестве крупного заполнителя в бетонах и асфальтобетонах, для различных отсыпок, нивелировок, дамб, где не предъявляют строгих требований к качеству материала. Песок-отсев после дробления используют в строительных растворах, вместе с крупным заполнителем в тяжелых бетонах. Обогащенную песчано-гравийную смесь или гравий применяют в качестве балластных дорожных отсыпок, балластировки железнодорожных путей, фильтрационных экранов, для отсыпки земляного полотна, строительства оснований и покрытий дорожных одежд. Щебень – это продукт дробления горных пород, гравия и валунов. Средняя плотность щебня от 2 до3 г/см3. Предназначен для всех видов строительных работ. Рассев по фракциям: 40-70мм – крупный щебень, 20-40мм – средний, 10-20мм – мелкий, 5-10мм – очень мелкий (щебень-клинец), 0-5мм – высевка. Щебень характеризуется прочностью при дробимости в цилиндре (марки 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 200), аналогично сортовому гравию истираемостью, сопротивляемостью удару на копре ПМ и морозостойчивостью.
Асфальтобетон (ГОСТ 9128-84) – строительный материал, получаемый в результате затвердевания уплотненной асфальтобетонной смеси, состоящей из
· минеральных заполнителей (высушенных и подогретых): песка, щебня, тонкодисперсного минеральногопорошка;
· органического вяжущего материала: битума (разогретого до1500-1700), его содержание 2,5-9% от массы минеральной части смеси (раньше также использовался деготь, но был запрещен).
Асфальтобетонные смеси подразделяются на:
щебеночные (содержание не менее20%);
гравийные (содержание не менее20%);
песчаные (гравия и щебня нет),
а в зависимости от вязкости битума и условий применения на три вида:
Горячие (с использованием вязкого битума и t0 не ниже 1200, с немедленным применением после приготовления). Могут быть крупнозернистыми (с зернами до 40мм.), мелкозернистыми (с зернами до 20мм) и песчаными (с зернами до 5мм.).
Теплые (с использованием как вязкого, так и жидкого битума и с t0 не ниже 700, применять после приготовления).
Теплые смеси, так же как и горячие подразделяются на крупнозернистые, мелкозернистые и песчаные.
Холодные (с использованием жидкого битума и с t0 не ниже 50, сроком хранения до 8 мес.). Холодные смеси бывают только мелкозернистыми и песчаными.
Асфальтобетон из горячих и теплых смесей в зависимости от остаточной пористости подразделяют на:
плотные (с ост.пор. 2-7%)
пористые (с ост.пор. 7-12%)
высокопористые (с ост.пор. свыше 12-18%)
После уплотнения и затвердения асфальтобетон должен иметь предел прочности при сжатии при t0 200С – 1,6-2,5 МПа, объемную массу около 2200кг/м3, водопоглощение не более 2%.